Електрогідравлічний підсилювач

Принцип дії і області застосування

Гідропідсилювач- сукупність гідроапаратів і об'ємних гідродвигунів, в яких рух керуючого елемента перетворюється в рух керованого елемента більшої потужності, узгоджене з рухом керуючого елемента за швидкістю, напрямком та переміщенням. Слідкуючим називається регульований гідропривід, у якому швидкість руху вихідної ланки змінюється за певним законом в залежності від задаючого впливу на ланку управління. Вихідна ланка - це зазвичай шток гідроциліндра або вал гідромотора, а ланка управління - пристрій, на яке подається керуючий сигнал. Назва такого приводу - "слідкуючий гідропідсилювач" або "слідкуючий гідропривід" - обґрунтовані тим, що вихід такого гідропідсилювача автоматично усуває через зворотний зв'язок неузгодженість між керуючим впливом (вхідного сигналу) і відповідною дією (вихідним сигналом). У більшості випадків використання слідкуючого гідроприводу до функцій стеження додаються також функції посилення сигналу по потужності, тому що слідкуючий гідропривід часто називають гідропідсилювачем. Гідравлічні приводи, що стежать знайшли широке застосування в різних галузях техніки і особливо в системах управління сучасними транспортними машинами, включаючи автомашини, морські судна, літаки та інші літальні апарати. Слідкуючий гідропривід застосовують в тих випадках, коли безпосереднє ручне управління тієї чи іншою машиною є для людини непосильним (на літаках кораблях важких автомобілях і тракторах, і т .д) Принцип роботи слідкуючого приводу полягає в наступному.

Зміна умов роботи машини або параметрів технологічного процесу викликає переміщення задаючого пристрою, яке створює неузгодженість в системі. Сигнал неузгодженості впливає на підсилювач, а через нього і на виконавчий механізм. Викликане цим сигналом переміщення виконавчого механізму через зворотний зв'язок усуває неузгодженість і призводить всю систему в початкове положення.
Рисунок 1. Блок-схема слідкуючого приводу

Блок-схема слідкуючого приводу (рис.1) складається з наступних основних елементів: задаючого пристрою ЗУ, яким формується сигнал управління, пропорційний необхідному переміщенню виконавчого механізму (датчики, що реагують на зміну умов роботи або параметрів технологічного процесу); порівнюючого пристрою СУ, або датчика неузгодженості, який встановлює відповідність сигналу відтворення, що надходить від виконавчого механізму, сигналом управління; підсилювача У, яким проводиться посилення потужності сигналу управління за рахунок зовнішнього джерела енергії ВДЕ; виконавчого механізму ІМ, яким переміщається об'єкт управління і відтворюється програма, яка визначається задає пристроєм; зворотний зв'язок ОС, якій виконавчих механізм з'єднаний зі порівнює пристроєм або з підсилювачем. Зворотній зв'язок є характерним елементом слідкуючого приводу. Величина x = f (t) (переміщення або швидкість), повідомляється задає пристроєм порівнювати пристрою, називається "входом", а y = φ (t) (переміщення або швидкість), відтворена виконавчим механізмом, - "виходом". Різниця (x - y) = ε називається помилкою спостереження або неузгодженості системи.

Розглянемо роботу слідкуючого приводу на прикладі принципової схеми рульового управління автомобіля (рис.2).
Рисунок.2. Принципова схема слідкуючого рульового приводу автомобіля: 1 - насос (зовнішнє джерело енергії); 2 - втулка підсилювача; 3 - зворотний зв'язок; 4 - виконавчий механізм; 5 - золотник підсилювача; 6 - гвинт; 7 - рульове колесо (задає пристрій)

При прямолінійному русі автомашини все елементи системи рульового управління знаходяться в початковому положенні. Рідина з насоса 1 надходить до гідропідсилювачу золотникового типу. Золотник 5 підсилювача займає нейтральне положення, а в обох порожнинах виконавчого механізму 4 встановилося однаковий тиск. При необхідності змінити напрямок руху автомобіля водій повертає кермове колесо 7. Пов'язаний з рульовим колесом гвинт 6 переміщує золотник підсилювача на величину x, викликаючи неузгодженість в системі. При цьому прохідні перетини одних робочих вікон підсилювача зменшуються, а інших збільшуються. Це створює перепад тиску у виконавчого механізму, а його поршень починає рухатися, переміщаючись на величину y і повертаючи колеса автомобіля. Одночасно через зворотний зв'язок 3 рух поршня передається на втулку 2 підсилювача. Сукупність 2 і 3 є порівнює пристроєм. Втулка переміщається в тому ж напрямку, що і золотник 5 до тих пір, поки неузгодженість в гідросистемі, викликане поворотом рульового колеса, що не буде усунуто. При безперервному обертанні водієм рульового колеса поршень зі штоком буде також безперервно переміщатися, викликаючи відповідний поворот коліс. При цьому невеликі зусилля водія, прикладаються до керма, гідроприводом перетворюються в значних зусиль на штоку поршня, необхідні для керування автомобілем.

Рисунок 3. Схема слідкуючого гідроприводу копіювального верстата,

Схема найпростішого слідкуючого гідроприводу поперечної подачі супорта копіювального токарного верстата показана на рис. 3. Суппорт 5 об'єднаний з вихідним ланкою гідроприводу - рухомим корпусом 4 гідроциліндра, в якому розміщено також ланка управління - золотниковий гідророзподільник 9. Поршень 7 гідроциліндра закріплений на корпусі 6 супорта. При поздовжньої подачі супорта щуп 2 ковзає по копіру 3 і зміщує гідророзподільник, який відкриває доступ рідини з підвідної гидролінії 1 в більшу порожнину 8 гідроциліндра. Це викликає зсув корпусу 4 із закріпленим на ньому різцем, що повторює зміщення гидрораспределителя. При цьому щілину, яка з'єднувала порожнину 8 з підведенням 1 перекривається, чим здійснюється пряма зворотний зв'язок вихідного і задає ланок. Вона відновлює рівновагу в системі після виконання керуючого сигналу. Безперервне протікання процесів неузгодженості і відновлення являє стеження вихідної ланки за командою задає.

Схема широко поширеного гідропідсилювача з важеля зв'язком між ланками показана на рис. 3.1.
Рисунок 3.1. Схема гідропідсилювача з механічним зворотним зв'язком
У ньому вихідного ланці, штоку 6, повідомляються руху, погоджені з певною точністю з переміщенням ланки управління, Тяги 2, при необхідній посилення вхідної потужності.

Для забезпечення складання вихідної ланки 6 за переміщених ланки управління 2 зазвичай застосовують негативний зворотний зв'язок, передає руху вихідної ланки на ланка управління для зменшення, керуючого сигналу. Дія цієї зв'язку зводиться до того, що рух ланки управління в бік відкриття витратних вікон розподільника - 5 викликає рух вихідної ланки, спрямоване на їх закриття. Зворотній зв'язок у схемі, представленої на рис. 3.1, здійснюється за допомогою диференціального важеля 7, що охоплює розподільник (ланка управління) 5 і поршень гідродвигуна 3 зі штоком 6 (вихідна ланка). При переміщенні тяги 2, пов'язаної з ручкою управління, переміщається точка 1 диференціального важеля 7, про яких пов'язані штоки силового циліндра 4 і розподільника 5. Так як сили, які протидіють зміщенню золотника розподільника, незрівнянно менше відповідних сил, що діють в системі силового поршня 3, точку 6 штока можна розглядати на початку руху тяги 2 як нерухому, через що переміщення тяги викличе через важіль 7 зміщення золотника розподільника 5. в результаті при зміщенні його з центрального положення на величину перевищує перекриття (m -t) / 2 (рис. 3.66, а ), рідина надійде в відповідну порожнину циліндра 4, що викличе переміщення поршня 3 (а, отже, і рух точки 8 вихідної ланки б) на деяку відстань, пропорційне переміщенню тяги 2.

Якщо рух тяги 2 припиниться, продовжує переміщатися поршень 3 повідомить через важіль 7 золотника розподільника 5 переміщення, протилежне тому, яке він отримував до цього при зміщенні тяги 2. При атом витратні вікна розподільника будуть в результаті зворотного руху його плунжера поступово прикриватися, швидкість поршня 3 буде зменшуватися до тих пір, поки золотник не прийде в стан, при якому вікна розподільника повністю перекриються і рух поршня припинитися. При зміщенні золотника розподільника в протилежну сторону рух усіх елементів регулюючого пристрою відбувається в зворотному напрямку. Насправді окремих (східчастих) етапів руху керуючого і вихідного ланок розглянутого слідкуючого приводу не існує, а обидва рухи протікають майже одночасно. Після того як вихідний сигнал, переданий через зворотний зв'язок, стає рівним керуючому сигналу, харчування гидродвигуном припиняється.

Рисунок 3.2 Гідропідсилювач механізму керування торце-поршневим насосом

Прикладом використання такого гідропідсилювача може служити показаний на рис. 3.2., А механізм управління для відхилення люльки у великих регульованих роторно-поршневих насосах. Гідропідсилювач харчується по лінії 4 від допоміжного насоса, вбудованого в корпус основного насоса. Відхилення і утримування люльки 1 в відхиленому положенні виробляється поршнями гідроциліндрів і. При відхиленні зовнішнього важеля 8 управління золотник 7 зміщується з середнього положення на хід Х і відкриває доступ рідини з лінії 4 в один з гідроциліндрів, а інший в той же час з'єднує з областю зливу 5. Так як люлька 1 пов'язана з золотником 7 і важелем 8 управління двуплечим важелем 9 зворотного зв'язку, наповнення циліндра буде відбуватися тільки за умови, що швидкість зсуву золотника, що викликається поворотом важеля 8, більше швидкості переміщення, що викликається відхиленням люльки 1. Якщо важіль зупинений при відхиленні, то люлька продовжує рухатися, поки не поверне золотник в середнє положення і зупиниться при куті відхилення, пропорційно. При зупинці насоса і припинення подачі живлення з лінії 4 центруюча пружина 6 призводить золотник в середнє положення (рис. 3. 2, б). При цьому золотник з'єднує порожнини обох циліндрів з областю зливу 5 через щілини і пружини 3 нульустановітеля встановлюють люльку також в положення, готуючи насос до наступного пуску. Управління зміщенням золотника і його зворотний зв'язок з люлькою можуть бути електричними. У цьому випадку робота насоса може регулюватися дистанційно і автоматично, наприклад, по командам ЕОМ. Гідроприводи, в яких вхідним впливом є електричний сигнал, що перетворюється в переміщення гидрораспределителя називають електрогідравлічними. У них вихідна ланка відстежує зміну електричного сигналу, що надходить на ланка управління. Розглянемо найпростіші системи для перетворення електричного сигналу в гідравлічний.

Класифікація гідропідсилювачів

Застосовувані в автоматизованих гідроприводах гідропідсилювачі класифікують за такими ознаками. За методом управління розрізняють гідропідсилювачі без зворотного зв'язку і зі зворотним зв'язком між керуючим елементом і веденим ланкою виконавчого механізму. По конструкції керуючого елементагідропідсилювачі підрозділяють на підсилювачі з дросселирующимГідророзподільники типу, з соплом і заслінкою, з струменевим трубкою, кранові, з голчастим дроселем. За кількістю каскадів посилення гідропідсилювачі підрозділяють на одно-, дво- та стенди. Багатокаскадні застосовують в тих випадках, коли потрібно отримати на виході велику потужність і зберегти при цьому високу чутливість гідропідсилювача. По виду сигналу управління гідропідсилювачі підрозділяють на підсилювачі з механічним і електричним сигналами управління. Важливими характеристиками підсилювачів є коефіцієнти підсилення: по потужності KN, по витраті KQ, по швидкості Kv і по тиску KP

[math]% MathType!MTEF!2!1!+- % feaagKart1ev2aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4AamaaBa % aaleaacaWGobaabeaakiabg2da9maalaaabaGaamOtamaaBaaaleaa % caWGYqGaamioeiaadwebaeqaaaGcbaGaamOtamaaBaaaleaacaWGYq % GaamyreaqabaaaaOGaai4oaiaacUgadaWgaaWcbaGaamyuaaqabaGc % cqGH9aqpdaWcaaqaaiabgkGi2kaadgfaaeaacqGHciITcaWG4baaai % aacUdacaGGRbWaaSbaaSqaaiabe27aUbqabaGccqGH9aqpdaWcaaqa % aiabgkGi2kabe27aUbqaaiabgkGi2kaadIhaaaGaai4oaiaacUgada % WgaaWcbaGaamiCaaqabaGccqGH9aqpdaWcaaqaaiabgkGi2kaadcfa % aeaacqGHciITcaWG4baaaaaa!5A1A! ${k_N} = \frac{{{N_{}}}}{{{N_{}}}};{k_Q} = \frac{{\partial Q}}{{\partial x}};{k_\nu } = \frac{{\partial \nu }}{{\partial x}};{k_p} = \frac{{\partial P}}{{\partial x}}$[/math]

де Nвих, Nвх - потужності на відомому ланці виконавчого елемента гідропідсилювача і потужність, що витрачається на його управління; δQ, δυ, δP - зміна витрати, швидкості руху веденого ланки виконавчого елемента і тиску рідини на виході при зміні положення керуючого елемента гідропідсилювача на величину δx.


Типи гідропідсилювачів

Гідропідсилювач золотникового типу

Рис.4. Схем гідропідсилювача золотникового типу зі зворотним зв'язком: 1 - шарнір; 2 - тяга; 3 - золотник розподільника; 4 - поршень; 5 - корпус силового циліндра; 6 - шарнір; 7 - диференційний важіль

Гідропідсилювачі золотникового типу набули найбільшого поширення. Вони прості за конструкцією, розвантажені від аксіальних статичних сил тиску рідини, легко керовані, мають високий ККД і забезпечують досягнення значних коефіцієнтів посилення по потужності. Схема стежить гідропідсилювача золотникового типу з гідродвигуном прямолінійного руху і жорсткої системи важеля зворотним зв'язком представлена на рис.4. Цей гідропідсилювач складається в основному з тих же елементів що і розглянутий вище підсилювач рульового приводу автомобіля. При переміщенні тяги 2, пов'язаної з ручкою управління, переміщається шарнір 1 диференціального важеля 7 зворотного зв'язку, з яким в'язані штоки силового циліндра 5 і золотника розподільника 3. Так як сили, які протидіють зміщенню золотника розподільника, значно менше відповідних сил, що діють в системі силового поршня 4, то шарнір 6 може розглядатися на початку руху тяги 2 як нерухомий, через що рух його викличе через важіль 7 зміщення плунжера золотника розподільника 3. в результаті при зміщенні золотника з нейтрального положення, рідина надійде в відповідну порожнину циліндра 5, що викличе переміщення поршня 4, а отже, і шарніра 6, пов'язаного з "виходом". При цьому вихідна ланка зміститься пропорційно переміщенню тяги 2. Після того як рух тяги 2 буде припинено, триває висуватися поршень 4 повідомить через важіль 7 зворотного зв'язку плунжеру золотника розподільника 3 переміщення, протилежне тому, яке він отримував до цього при зміщенні тяги 2 управління. Так як при цьому витратні вікна золотника будуть в результаті зворотного руху плунжера поступово прикриватися, кількість рідини, що надходить в циліндр 5, зменшиться, внаслідок чого швидкість його поршня буде зменшуватися до тих пір, поки плунжер золотника не прийде в стан, в якому вікна повністю перекриються , при цьому швидкість стане рівною нулю. При переміщенні плунжера золотника в протилежну сторону рух усіх елементів регулюючого пристрою буде відбуватися в зворотному напрямку. Насправді окремих етапів руху "входу" і "виходу" розглянутого слідкуючого приводу з жорсткою зворотним зв'язком не існує, і обидва рухи протікають практично одночасно, тобто має місце не ступеневу, а безперервне "стеження" виконавчим механізмом за переміщенням "входу".

Гідропідсилювач з соплом і заслінкою

Рис.5. Схема гідропідсилювача типу сопло-заслінка

Гідропідсилювач типу сопло-заслінка показаний схематично на рис. 5. складається з сопел 1 і 4, які разом з рухомою заслінкою 2 утворюють два регульованих щілинних дроселя, і нерегульованих дроселів 5 і 12, встановлених на шляху підведення рідини з точки 6, куди вона подається від насоса. Робота такої дросельної системи, яка є першим каскадом гідропідсилювача. Виконавчим механізмом гідропідсилювача слугує гидроцилиндр 9. Перший каскад управляє зміщенням золотника 8, який є другим каскадом гідропідсилювача і безпосередньо керує гідроциліндром. Вся система потрібна для того, щоб на вході міг бути використаний малопотужний електричний командний сигнал від задає електронної апаратури. Цей сигнал подається на подається обмотки мініатюрного електромеханічного перетворювача 3 (поворотного електродвигуна) у вигляді різниці напруг і в результаті чого відбувається відхилення заслінки 2, до її відхилення обидві дросселирующие гілки А і Б мали однакові опору і пропускали однакові витрати і. Після відхилення опір сопла, до якого наблизилася заслінка, збільшується і витрата через нього зменшується. Витрата в іншій гілці зростає. При цьому виникає нерівність тисків і в вузлових точках гілок. Ця різниця тисків викликає зсув золотника 8 центрована пружинами 7 в 11, що в кінцевому підсумку приводить в дію гідроциліндр. Якщо в такій системі па виході виконавчого механізму, передбачений датчик зворотного зв'язку 10, який сигналізує про виконання поготів команди напругою, який послаблює сигнал на вході, то вона буде представляти електрогідравлічну стежить систему. Головною перевагою такого гідропідсилювача є застосування найпростіших квадратичних дроселів, але чутливих до засмічення і до зміни в'язкості рідини. Такі дроселі, маючи нелінійні характеристики, дозволяють при взаємодії отримати характеристики зі взаємозв'язком вхідних і вихідних параметрів близькою до лінійної. У даній системі, вхідний параметр - відхилення заслінки 3, а вихідний - відмінність тисків і , що зміщує золотник 8. Лінійність таких взаємозв'язків завжди бажана, так як спрощує застосування гідропідсилювача в якості складової частини складних автоматичних систем.

Рис.6. Характеристика гідропідсилювача типу «сопло-заслінка»

Рис. 6. показує, що при дотриманні наведених рекомендацій про розміри і провідності елементів дросельної системи, гідропідсилювач здатний забезпечити взаємозв'язок між зміщенням заслінки і величиною відносного різниці тисків, близької до лінійної. Двосторонній вплив струменів на заслінку дозволяє використовувати для її відхилення поворотні електродвигуни, які витрачають дуже малу електричну потужність.

Гідропідсилювач з соплом і заслінкою (рис.7) складається з керуючого елемента у вигляді нерегульованого дроселя 1, міждросельної камери 2, регульованого дроселя, виконаного у вигляді сопла 3, заслінки 4 і пристрою, що задає 6, а також з виконавчого елемента 5.

Рідина подається до гідропідсилювачу з боку нерегульованого дроселя. З міждросельноїкамери одна частина рідини Q2 випливає через щілину, утворену торцем сопла і заслінкою, а інша Q1 надходить до виконавчого елементу. При зміні положення заслінки змінюються тиск в міждросельнійкамері і витрата через сопло. Одночасно змінюються зусилля на виконавчий елемент, витрата Q1 і швидкість Uруху вихідної ланки. Нерегульований дросель може бути виконаний у вигляді пакету тонких шайб з круглими отворами.
Рис.7. Гідропідсилювач з соплом і заслінкою: 1 - нерегульований дросель; 2 – міждросельнакамера; 3 - сопло; 4 - заслінка; 5 - виконавчий елемент; 6 - пристрій, що задає

Сопло гідропідсилювача виконується у вигляді циліндричної насадки або у вигляді капілярного каналу. Збільшення діаметра сопла призводить до збільшення витрати і швидкодії системи. Заслінка має плоску форму і переміщається від впливу на неї сигналу управління. Гідропідсилювач типу сопло-заслінка відрізняється простотою конструкції, надійністю в роботі і швидкодією. До нього можна підводити рідина з великим тиском харчування P0. У пристрої сопло-заслінка відсутні тертьові пари, що забезпечує його високу чутливість. Недоліком є непродуктивні витрата рідини через сопло, низький ККД і низький коефіцієнт підсилення за проектною потужністю.

Гідропідсилювач з струменевою трубкою

Рис.8. Гідропідсилювач з струменевою трубкою: 1 – головка сопла; 2 - зливний трубопровід; 3 - обмежувач ходу; 4 –задаючий пристрій; 5 - струменева трубка; 6 - штовхач; 7 - внутрішня порожнина; 8 - виконавчий елемент

Гідропідсилювач з струменевою трубкою (рис.8.) Складається з трубки 5 з конічним насадкою на кінці, головки сопла 1 із двома похилими конічними розбіжними каналами і пристрою управління. Пристрій управління струменевої трубки складається з пристрою, що задає 4 у вигляді регульованої пружини, штовхача 6 і обмежувача 3 ходу струменевої трубки. Канали головки сопла з'єднані з виконавчим елементом 8 гідропідсилювача. Рідина з параметрами P0 і Q0 подається до трубки від джерела живлення. По трубі 2 рідина відводиться від гідропідсилювача на слив.

Принцип роботи гідропідсилювача з струменевою трубкою заснований на перетворенні питомої потенційної енергії тиску в питому кінетичну енергію струменя, що випливає з конічної насадки, і в подальшому перетворенні цієї енергії в питому потенційну енергію тиску в каналах головки сопла. Гідропідсилювач працює наступним чином.

При відсутності сигналу керування струменевої трубки займає нейтральне положення по відношенню до отворів в головці сопла. Витікаючий з насадка струмінь в однаковій мірі перериває обидва отвори (рис.8., Б), внаслідок чого тиск в каналах головки сопла однакові, а вихідна ланка виконавчого елемента нерухома. При подачі сигналу управління на штовхач струменева трубка зміщується з нейтрального положення, рівність площ отворів, перекритих струменем, і рівність тисків в каналах головки сопла порушується. В результаті вихідна ланка виконавчого елемента починає переміщатися. При зміні знаку сигнала управління вихідна ланка буде рухатися в інший бік. Витісняюча з виконавчого елемента рідина потрапляє через канал в голівку сопла в порожнину 7 підсилювача і далі на злив. Для того щоб в канали головки сопла разом з рідиною не потрапило повітря, насадокиструменевої трубки роблять зануреним в рідину.

Двокаскадні підсилювачі

Рис.9. Двокаскадний підсилювач типу сопло-заслінка: 1 - заслінка; 2 - плунжер; 3 - силовий циліндр; 4 – пружина

Для підвищення чутливості підсилювача і забезпечення одночасно збільшення потужності вихідного сигналу застосовують двокаскадні підсилювачі, першим ступенем посилення яких є зазвичай підсилювач типу сопло- заслінка, а другий - золотник. Принципова схема такого пристрою показана на рис.9. Міждросельна камера цієї схеми з'єднана з правою порожниною основного розподільного золотника, плунжер 2 якого знаходиться в рівновазі під дією зусилля пружини 4 і тиску рідини в цій камері. Рідина постійно підводиться в штокову порожнину bсилового циліндра, поршень якого при одночасній подачі рідини в протилежну порожнину переміщається внаслідок різниці площ поршня вліво, і при з'єднанні цієї порожнини з баком - в праву сторону.

Рис.10. Двоступенева слідкуюча система зі зворотним зв'язком по тиску: 1 - пружина; 2 - плунжер; 3 - дросель; 4 - клапан; 5 – заслінка

На рис.9. підсилювач показана в нейтральному положенні, в якому права порожнина циліндра 3 перекрита. При зміщенні заслінки 1 рівновага сил, що діють на поршень 2 золотника, порушиться, і він, зміщуючись у відповідну сторону, з'єднає праву порожнину силового циліндра 3 або з порожниною живлення (тиск P Н), або з баком. Завдяки тому, зусилля, що створюється тиском рідини на плунжер 2 золотника, врівноважується пружиною 4, переміщення розподільного золотника буде пропорційне переміщенню заслінки (регульованого дроселя), в результаті чого досягається наближена пропорційність витрати рідини через золотник і переміщення заслінки. Отже, в даному випадку має місце зворотний зв'язок по тиску.



Схема застосування цього розподільного пристрою в слідкуючій системі приведена на рис.10. Плунжер золотника 2 в цій схемі знаходиться в рівновазі під дією зусилля пружини 1 і тиску рідини в камері a, яка з'єднана з лінією живлення через дросель 3 і зі зливом - через отвірb в штоку плунжера. Опір останнього каналу, а отже, і тиск в камері a можна змінювати зміщенням заслінки 5; при цьому внаслідок порушення рівноваги сил натягу пружини і тиску рідини поршень золотника буде слідувати за заслінкою. Для підвищення чутливості тиск в камері a зазвичай знижується з допомогою клапана 4 або шляхом живлення цієї камери від окремого джерела і, зокрема, від зливної магістралі.

Чутливість, точність і стійкість гідропідсилювачів

Гідропідсилювачіслідкуючого типу повинні відтворювати з мінімальною помилкою переміщення вихідної ланки відповідно до заданого вхідногопереміщенням. Помилка стеження визначається в першу чергу передавальним числом кінематичного ланцюга зворотного зв'язку, рівним для схеми, зображеної на рис. З.1,

Де [math]% MathType!MTEF!2!1!+- % feaagKart1ev2aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamyAaiabg2 % da9maalaaabaGaamyBaaqaaiaad6gaaaaaaa!39E0! $i = \frac{m}{n}$[/math]

m - довжина плеча важеля 7 між точками кріплення золотника і тяги управління;

n - довжина між точками кріплення штока і тяги управлінні.

Важливий показник якості слідкуючих гідропідсилювачів - стійкість, під якою розуміється здатність системи повертатися в стан встановленої рівноваги після припинення дії джерела що порушив його.

Одна з умов забезпечення стійкості гідравлічної системи, що стежить - жорсткість з механічних і гідравлічних елементів. При недостатній жорсткості, особливо при поєднанні її з високою чувствістю розподільного пристрою стійкість системи неминуче порушується. Останнє можна бачити на (рис.11.), А, на якому показана схема пружного кріплення циліндра гідропідсилювача забезпеченого чутливим (з малим перекриттям) золотником. При будь-якому імпульсі викликається зміщення вихідного дзвону гідропідсилювача, при нерухомому вході циліндр через наявність пружної ланки (пружністю) зміститься в бік дії імпульсу і поверне щодо точки b важіль а зворотного зв'язку, змістивши при цьому золотник. Очевидно, при певних значеннях пружності і інтенсивності імпульсу золотник зможе зміститися настільки, що робоча рідина надійде в відповідного порожнину гідродвигуна і приведе в рух його поршень, в результаті чого напрямок руху важеля, а зміниться. При цьому потенційна енергія пружного ланки сприятиме переходу золотника через рівноважний стан, в результаті циліндр переміститься в зворотному напрямку і далі процес коливань автоматизується.

Рис.11. схеми: а - гідропідсилювач з пружною ланкою; б - гідравлічного демпфера.

В реальних умовах на стійкість гідропідсилювача впливають і інші фактори, до яких відносяться пружність рідини в площинах системи і трубопроводів, присутність в рідині нерозчиненого повітря, люфти в механічних з'єднаннях, коливання гідродинамічних сил у золотниковому розподільнику.

Найбільш простим способом підвищення стійкості системи є збільшення перекриття вікон і зменшення передавального числа i. Однак цей спосіб знижує точність роботи гідропідсилювача. Надійним способом гасіння коливань служить гідравлічне демпферування, за допомогою якого кінетична енергія коливань розсіюється у вигляді тепла. Конструктивно демпфер представляє собою циліндр, поршень З якого (рис. 11., 6) пов'язаний з золотником 1 розподільника. У поршні виконано дросельний отвір 2. При переміщеннях поршня рідина витісняється через отвір і радіальну щілину між поршнем і циліндром з однієї порожнини циліндра в іншу.Перетин дросельного отвору 2 вибирають таким, щоб його опір не збільшував надмірні зусилля при робочих переміщеннях золотника, в режимі управління, але щоб при високочастотних вібраційних переміщеннях золотника створювався опір, здатний поглинути енергію, що збуджує коливання.





Література

1. Андреев А.Ф., Барташевич Л.В., Боглан Н.В. и др. Гидропневмоавтоматика и гидроприводмобильных машин. Объемныегидро и пневмомашины и передачи. - Минск: Высшая школа, 1987. 310 с.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х Т. - 5-е изд., перераб. и доп. Том 3 - М.: Машиностроение, 1980 г.-559 с.

3. Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник. 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1982.

4. Васильченко В.А. Гидравлическоеоборудованиемобильных машин: Справочник. - М.: Машиностроение, 1983. - 301 с., ил.

5. Кононов А.А., Ермашонок С.М. Гидравлика. Гидравлическиемашины и гидроприводы СДМ: Методическиеуказания к выполнениюкурсовойработы. - Братск: ГОУ ВПО "БрГТУ", 2003. - 61 с.