Заказать обратный звонок
Каталог
Каталог

Гидравлические приводы с обратной связью

Электрогидравлические следящие приводы (ЭГП) представляет собой гидравлический привод, в котором уп­равление осуществляется электрическими средствами мощностью от долей до десятков ватт. Обязательным признаком ЭГП является нали­чие РДР с электрическим или электрогидравлическим управлением.

Электрогидравлические следящие приводы предназначены для обеспечения пропорциональной связи между положением объекта управления и электрическим сигналом уп­равления. Их подразделяют условно на два вида: с электрическими об­ратными связями и с гидромеханическими обратными связями. Услов­ность такого деления объясняется тем, что часто ЭГП имеют комбини­рованные обратные связи электрические и гидромеханические.

Электрогидравлические следящие приводы обычно включают источник гидравлического питания, элек­трический усилитель-сумматор, электрогидравлический усилитель (ЭГУ), гидродвигатель и датчики обратной связи. Работа ЭГП, как правило, рассматривается с учетом объекта управления, так как он обычно во многом определяет характер изменения нагрузки и характе­ристики привода.

В ЭГП наиболее часто используются электрические обратные свя­зи. Они довольно просто обеспечивают требуемые статические и дина­мические характеристики, коэффициенты усиления и характер измене­ния электрических сигналов управления и обратной связи.

Рассмотрим конструкцию РДР типа Г68–1, который является представителем дросселирующих распределителей с электрогидравли­ческим управлением с мощностью управления до 1 Вт (рис.6.30). Элек­трические сигналы управления через штепсельный разъем 1 и провода поступают к обмотке катушки 2, которая входит в кольцевой зазор между кольцом 3 и сердечником 5. Между торцами этих деталей уста­новлен постоянный магнит 4. Кольцо и сердечник изготовлены из ста­ли с малым содержанием углерода. Они образуют магнитопровод, поэтому в кольцевом зазоре между ними возникает однородное маг­нитное поле. При протекании тока управления по обмотке катушки магнитное поле постоянного магнита взаимодействует с магнитным полем проводников обмотки, и на катушку воздействует усилие, кото­рое направлено вдоль оси. Величина и направление усилия зависят от величины и направления тока в катушке, (величины и знака сигнала управления). Катушка 2, смонтированная на стержне-игле 10, может перемещаться только вместе с последней вдоль оси. Эти детали установлены в корпусе 9 с крышкой 8, которые изготовлены из немаг­нитного материала и все вместе составляют электромеханический пре­образователь (ЭМП) магнитоэлектрического типа.

Дросселирующий распределитель

Рис.6.30. Дросселирующий распределитель типа Г68-1 с электрогидравлическим управлением

На иглу 10 дополнительно действует усилие пружины 7, регулиру­ется винтом 6. ЭМП смонтирован на корпусе 22, в расточке которого запрессована гильза 17. В последней перемещается золотник 23. Рабо­чие кромки золотника и втулки выполнены с высокой точностью. Эти детали образуют «следящую пару».

На нижнем конце золотника закреплена турбинка 18. Золотник поджимается жесткой пружиной 19, опирающейся на упорный под­шипник. Пружина может вращаться вместе с золотником. Верхний его конец входит в камеру 25.

Поток управления отводится от канала подвода основного пото­ка 15 через фильтр 13 и постоянное дроссельное сопротивление 12 в ка­меру 25. Из нее поток затем выходит через калиброванное отверстие – сопло 16, отжимает иглу 10 и через камеру 11 и канал 27 поступает в ка­нал слива 20. Игла и сопло образуют клапан, изменяющий давление управления в камере 25 в зависимости от усилий, действующих на иглу со стороны пружины 7 и катушки 2. В зависимости от величины давле­ния управления изменяется сила, которая действует на верхний торец золотника 23, и направлена против усилия пружины 19.

Если нет сигнала управления на катушке, то винтом 6 регулирует­ся среднее давление управления в камере 25, при котором золотник 23 занимает среднее (нейтральное) положение относительно гильзы 17. Если на обмотку катушки будет подан сигнал в виде тока управления, то в зависимости от его величины и направления будут соответственно изменяться усилие на игле клапана, давление управления в камере 25 и усилие на верхнем торце золотника. Золотник будет смещаться относи­тельно среднего положения в ту или другую сторону на величину, ко­торая пропорциональна величине тока управления. При этом между рабочими кромками гильзы золотника будут образовываться рабочие щели, по которым масло будет подаваться из канала 15 в один из кана­лов 14 или 16, а из другого масло будет отводиться в канал 24. Послед­ний подключает слив из переливного клапана системы и этот объе­диненный поток через подпорный клапан 21 течет в канал слива 20. Часть масла из канала перед подпорным клапаном 21 через радиаль­ные и осевые сверления в золотнике 23 поступает в турбинку 18 и вра­щает золотник для того, чтобы исключить трение покоя и тем самым повысить чувствительность золотника.

В технической характеристике РДР с электроуправлением приводят данные по номинальному давлению и расходу, мощности управления и мощности на выходе, динамическим показателям и др. Расход Q через рабочие щели РДР, как для любых дросселей, зависит от величины отк­рытия (т.е. сигнала управления) и потерь давления на этих щелях.

Полезная мощность N пропорциональна произведению расхода на перепад давлений в гидродвигателе

Таким образом, если затрачивать давление только на преодоление нагрузки или только на создание скорости, то полезная мощность уменьшается до нуля. Поэтому имеется оптимальное значение потерь в РДР, при котором полезная мощность управляемого им двигателя максимальна.

При турбулентном режиме истечения в щелях РДР расход пропор­ционален корню квадратному из перепада давлений. Чтобы потребитель мог оце­нить скорость гидродвигателя при разных уровнях сигнала управле­ния и разных нагрузках, изготовители приводят графики зависимости расхода через РДР от сигнала и перепадов давлений. Для рассмотрен­ной конструкции РДР эти графики даны в виде зависимости относи­тельного расхода Q/QH от относительного уровня сигнала управления U/Umax (рис.6.31).

РДР такого типа при мощности управления до 1 Вт позволяют уп­равлять гидравлическими потоками с отдаваемой мощностью более 2 кВт, поэтому они получили название электрогидравлических усилите­лей мощности (ЭГУМ). Существует большое разнообразие конструк­ций ЭГУМ. Их общими характерными признаками являются малая входная мощность и высокое быстродействие. Иногда подобные уст­ройства называют сервозолотниками.

Зависимость относительного расхода Q/QH дросселирующих распределителей от относительного уровня сигнала управления

Рис.6.31. Зависимость относительного расхода Q/QH дросселирующих распределителей от относительного уровня сигнала управления

РДР с элетрогидравлическим управлением используют в основном в станках для электрофизико-химических методов обработки. В копировально-прошивочном электроэрозионном станке с программным уп­равлением гидравлический привод применяют для вертикального пере­мещения электрода-инструмента (рис.6.32).

Схема гидропривода копировально-прошивочного электроэрозионного станка

Рис.6.32. Схема гидропривода копировально-прошивочного электроэрозионного станка

В исходном положении шпиндель-шток гидроцилиндра Ц с элект­родом 12 находится вверху, полости гидроцилиндра объединены пос­редством линий 7, 8 и распределителя Р1. Масло, подаваемое насо­сом Н, через линию 1, фильтр Ф, линию 2, распределитель Ð2, линию 3 и теплообменный аппарат АТ (масляный радиатор с воздушном ох­лаждением) сливается в бак - насос при этом разгружен. Линия 4 также соединена через распределитель Р2 со сливом. Поэтому поршень П цангового зажима опущен пружиной вниз. Шток зажат цангой и удер­живается от опускания силой тяжести.

Обмотка катушки РДР включена в электрическую схему автома­тического регулирования напряжения в рабочем промежутке между электродом 12 и заготовкой. При включении электромагнитов распре­делителей Р1 и Р2 масло под давлением из линии 2 через линию 4 под­водится к РДР ипод поршень цангового зажима. Шток-шпиндель рас­тормаживается, и гидропривод переходит в режим обработки.

При отведенном электроде напряжение между ним и заготовкой превышает заданное напряжение. Это соответствует сигналу управле­ния на катушке РДР, который вызывает на игле рост усилия, направ­ленного вниз и соответственно увеличение давления управления в ка­мере над золотником РДР.

Золотник передвигается от нейтрального положения вниз. Масло под давлением подводится через рабочую щель на входе РДР, линию 5, распределитель Р1 и линию 7 в верхнюю полость цилиндра. Из нижней полости масло через линию 8, Р1, линию 6 и рабочую щель на выходе РДР вытесняется в канал подвода к турбинке. В этот же канал подво­дится по линии 9 слив из переливного клапана (КП). Турбинка враща­ется вместе с золотником, выходящее из нее масло по линии 3 поступа­ет на слив. Электрод движется вниз. При его приближении к заготовке напряжение в рабочем промежутке уменьшается. Сигнал подвода так­же уменьшается и движение штока замедляется. При этом автомати­чески устанавливается такой режим, при котором электрод медленно опускается по мере съема материала с заготовки.

При попадании в рабочий промежуток металлических частиц или начале шлакования напряжение уменьшается ниже заданного, подается сигнал на отвод электрода, промежуток очищается потоком электролита, напряжение опять возрастает, электрод опускается и т.д. Привод работает в следящем режиме, поддерживая заданное напряже­ние в рабочем промежутке.

Распределитель РМ применяется при наладке и контроле за рабо­той гидропривода для подключения манометра к линиям 1 или 2 через линии 10, 11. По перепаду давления на фильтре можно определить сте­пень загрязнения фильтроэлемента. Насосный агрегат, фильтр, клапан и АТ конструктивно объединены на баке (Б) и все вместе образуют на­сосную установку (НУ). Из-за низкого уровня сигналов управления в таких усилителях мощности для обеспечения их надежной работы предъявляются повышенные требования к качеству рабочей жидкости и тонкости фильтрации.

На рис.6.33 показан электрогидравлический следящий привод, в состав которого входит электрический датчик, электрогидравлическое промежуточное устройство и гидравлический исполнительный двига­тель. В контакте с копиром 13 находится щуп 14 электрического датчи­ка, в данном случае трехпозиционного с вибрирующим контактом. Вибрация последнего создается посредством кулака 11, смонтированного на оси дополнительного маломощного электродвигателя 12. Кон­такт установлен на конце рычага 10, второй конец которого соприка­сается с кулачком 11.

Среднему положению контакта 9, показанному на рисунке, соот­ветствует среднее положение плунжера 4 золотника, при котором уста­навливается равновесное состояние гидравлической системы. Следя­щая подача при этом выключена, происходит только ведущая подача.

Электрогидравлическая копировальная система

Рис.6.33. Электрогидравлическая копировальная система

Если под действием копира на щуп замыкаются нижние контак­ты 8, 9 датчика, то электрический ток поступает в соленоид 6, плун­жер 4 золотника опускается, и начинается подача от изделия. Когда щуп не контактирует с копиром, замыкаются верхние контакты 7, 9 датчика и ток направляется в левый соленоид 5. Плунжер 4 золотника опускается, и начинается подача от изделия. Когда щуп неконтактиру-етс копиром, замыкаются верхние контакты 7,9датчика,иток направ-ляетсяв левый соленоид 5. Плунжер 4 золотника занимает крайнее вер­хнее положение, и следящая подача происходит на изделие.

Датчик крепится на органе станка, который совершает следящую подачу. Промежуточное устройство, включающее в свой состав соле­ноиды, золотник, а также насос 3 с его электродвигателем, смонтиро­вано в корпусе, устанавливаемом рядом со станком. Гидравлический двигатель 2 вместе с редуктором 1 может быть присоединен к этому корпусу; выходной вал редуктора связывается с винтом следящей по­дачи с помощью телескопического валика.

В случае необходимости вместо вращающегося двигателя может быть использован поршневой при соответственно измененной связи его с рабочими органами станка.

Рассмотрим электрогидравлические следящие приводы с различ­ными обратными связями.На рис.6.34 показан привод, который состо-итиз электрического усилителя–сумматора1, электрогидравлического усилителя 2, гидродвигателя 5 и датчика отрицательной обратной свя­зи по положению. Последний состоит из потенциометра 12, то­косъемника 6 и ламели 9. Обязательной принадлежностью конструк­ции следящего ЭГП является фильтр 3, который обычно монтируется или на корпусе ЭГУ или на корпусе гидродвигателя. Гидроцилиндр 5 крепится к основанию 11 обычно с помощью переходного цилиндра 8, в котором размещаются датчики обратных связей (ДОС). В данном случае ДОС по положению служит потенциометр 12 обратной связи, ламели которого крепятся через изолятор 7 к штоку гидроцилиндра 5. Цифрой 10 обозначена условная жесткость опоры.

Схема электрогидравлического следящего привода с электрической обратной связью по положению

Рис.6.34. Схема электрогидравлического следящего привода с электрической обратной связью по положению

В качестве ЭГУ может быть использован любой из ЭГУ, который обеспечивает пропорциональность между расходом в исполнительных линиях гидродвигателя и током управления.

ДОС может служить не только потенциометр, но любые датчики переменного тока, например сельсины, вращающиеся трансформато­ры и другие индукционные и индуктивные механико-электрические преобразователи, для работы с которыми применяются в качестве электрических усилителей-сумматоров фазочувствительные электри­ческие усилители переменного тока.

Следящий ЭГП (см. рис.6.34) работает следующим образом. При появлении сигнала управления Uyn на обмотках преобразователя ЭГУ 2 появляется ток, который приводит к смещению управляющего элемента выходного каскада гидрораспределителя и заставляет дви­гаться шток гидроцилиндра 5 вместе с объектом управления 4. В ре­зультате движения штока начинают вместе с ним двигаться и ламели 9 потенциометра 12. Это вызывает появление напряжения в цепи обрат­ной связи Uoc. Напряжение сравнивается в усилителе-сумматоре по величине и знаку с напряжением управления. Так как электрическая обратная связь по положению включена с отрицательным знаком, то с увеличением напряжения обратной связи будет уменьшаться сигнал рассогласования UBX = Uyn — Uoc. Как только от станет равным нулю, элементы ЭГУ 2 займут нейтральное положение и шток гидро­цилиндра остановится в положении, пропорциональном сигналу уп­равления.

Когда нужно обеспечить высокое быстродействие от следящего ЭГП, нагруженного массой, то для увеличения добротности по скорос­ти используют корректирующие устройства. Эффективным средством коррекции нагруженных массой следящих ЭГП является введение до­полнительной отрицательной обратной связи по ускорению ведомого звена гидродвигателя.

В тех случаях, когда основным видом нагрузки следящего ЭГП яв­ляется постоянная составляющая или позиционная нагрузка или пре­обладающая нагрузка в виде сил скоростного или контактного трения, то скорость гидродвигателя за счет дроссельного эффекта в золотнико­вом гидрораспределителе под действием этих сил значительно умень­шается. Это вызывает существенное падение быстродействия следяще­го ЭГП, а иногда к появлению большой зоны нечувствительности.

Указанные проблемы решаются путем использования следящих ЭГП с дополнительной обратной связью по скорости гидродвигателя, которая может быть реализована как по электрическим, так и по гид­ромеханическим каналам.

Примером такого привода является следящий ЭГП с дополни­тельной электрической обратной связью по скорости (рис.6.35). ЭГП состоит из электрического усилителя-сумматора 1, электромехани­ческого преобразователя 2, гидрораспределителя сопло-заслонка,

Схема электрогидравлического следящего привода с электрическими обратными связями по положению и скорости

Рис.6.35. Схема электрогидравлического следящего привода с электрическими обратными связями по положению и скорости

включающего заслонку 3, сопла 4 и 13, постоянные дроссели 5 и 12, четырехщелевого РДР 6, гидродвигателя 8, электрического датчика по­ложения 10 и электрического датчика скорости 9. Обратная связь по положению и обратная связь по скорости заводятся на электрический усилитель с отрицательным знаком. Особенностью этого ЭГП явля­ется то, что золотник РДР 6 может свободно передвигаться в осевом направлении, так как жесткость пружин 7 и 11 невелика. Пружины служат только для удержания золотника в нейтральном положении при отсутствии давления питания, чтобы при его включении не было произвольного перемещения ведомого звена гидродвигателя. Эти пружины исключают также самопроизвольное движение ведомого звена гидродвигателя.

Разновидностью следящего ЭГП с дополнительной обратной связью по скорости является ЭГП, показанный на рис.6.36. В отличие от предыдущего ЭГП здесь обратная связь по скорости осуществлена по гидромеханическим каналам. Датчик скорости представляет собой объемный насос 11, ведущее звено которого жестко соединено с ведо­мым звеном гидроцилиндра 9 через кронштейн 10, а рабочие камеры насоса связаны посредством соответствующих гидролиний с торцовы­ми камерами РДР 7. Последний управляется с помощью гидрораспре­делителя сопло-заслонка, включающего заслонку 3, сопла 4 и 15, а также постоянные дроссели 5 и 14. Перепад давления питания pпг под­держивается постоянным с помощью редукционнного клапана 6.

Схема электрогидравлического следящего привода с электрической обратной связью по положению и гидромеханической обратной связью по скорости

Рис.6.36. Схема электрогидравлического следящего привода с электрической обратной связью по положению и гидромеханической обратной связью по скорости

Назначение пружин 8 и 13 такое же, как и в ЭГП. Сигнал обратной свя­зи по положению снимается с электрического датчика положения 12 и суммируется с сигналом управления в электрическом усилители 1.

Разомкнутая часть следящего ЭГП работает следующим образом. Пусть при появлении электрического сигнала рассогласования под дей­ствием тока управления в обмотках электромеханического преобразо­вателя 2 заслонка 3 переместится, например, вправо на величину, кото­рая пропорциональна величине тока управления. Это вызовет в испол­нительных гидролиниях распределителя сопло-заслонка появление рас­хода Qh, пропорционального смещению заслонки из нейтрального по­ложения, который заставит перемещаться золотник РДР 7 влево с посто­янной скоростью. При этом гидроцилиндр 9 начнет двигаться также влево, ведя за собой шток насоса 11. Движение насоса вызовет появле­ние расхода обратной связи Qос, который будет вычитаться из расхода Qh. Как только их разность станет равной нулю, движение золотника РДР 7 прекратится, и он займет положение, при котором скорость гид­роцилиндра обеспечит расход обратной связи Qос , равный расходу Qh в исполнительных гидролиниях распределителя сопло-заслонка.

Если следящий ЭГП служит для работы в тяжелых эксплуатацион­ных условиях, где требуется высокая надежность и простота конструк­ции при повышенных требованиях к ресурсу, то его выполняют с меха­нической обратной связью по положению. Использование этой связи позволяет исключить из состава следящего ЭГП электрические датчи­ки положения и электрический усилитель.

Существует много конструктивных способов реализации указан­ной обратной связи, которые отличаются в основном различным мес­том суммирования сигнала обратной связи с сигналом управления. При использовании двухкаскадных электрогидроусилителей сумми­рование сигнала обратной связи может выполняться со следующими величинами: моментом на валу электромеханического преобразовате­ля; положением заслонки, если в первом каскаде используется дроссе­лирующий гидрораспределитель сопло-заслонка, или положением на­садка струйной трубки, если в первом каскаде используется гидрорасп­ределитель со струйной трубкой; положением золотника дросселирую­щего золотникового гидрораспределителя; осевым усилием, действую­щим на золотник, от дросселирующего гидрораспределителя первого каскада гидравлического усилителя.

Обратной связью следует охватывать как можно большее число последовательно соединенных элементов. Это обеспечивает увеличе­ние стабильности работы и повышение качества характеристик любой системы управления. Для ЭГП с механической обратной связью наибо­лее рациональным местом суммирования указанных сигналов является вал электромеханического преобразователя.

Схема простейшего электрогидравличеекого следящего привода с силовой обратной связью по положению

Рис.6.37. Схема простейшего электрогидравличеекого следящего привода с силовой обратной связью по положению

На рис.6.37 показана схема следящего ЭГП с механической обрат­ной связью по положению. Этот ЭГП состоит из электромеханическо­го преобразователя 1 с заслонкой 3, сопел 4, постоянных дросселей 5, РДР 7 с пружинами 6 и 9, гидроцилиндра 8 и узла обратной связи по положению. Этот узел включает в себя клин 10, жестко соединенный со штоком гидроцилиндра 8, толкатель 11 с возвратной пружиной 12, пружину 13 обратной связи, балку 14, жестко связанную с якорем пре­образователя, пружину 15 нуль-установителя и регулировочный винт 2.

При отсутствии тока управления в обмотках преобразователя 1 все элементы ЭГП находятся в нейтральном положении. При подаче тока управления под действием электромагнитных сил балка 14 повернется на некоторый угол, который пропорционален току управления, напри­мер по часовой стрелке. Заслонка 3 при этом сместится вниз, создавая перепад давления на торцах золотника РДР 7, под действием давления золотник сместится вправо. Шток гидроцилиндра 8 начнет двигаться вправо, перемещая и клин 10. Под действием пружины 12 толкатель 11 опустится, усилие пружины 13 обратной связи на балку уменьшится и под действием пружины 15 заслонка 3 возвратится в нейтральное поло­жение. Как только момент, создаваемый пружиной 13, станет равным моменту, создаваемому током управления, золотник РДР 7 встанет в нейтральное положение, и шток гидроцилиндра 8 остановится. При этом величина и знак перемещения этого штока относительно нейтрали определяются величиной и знаком электромагнитного момента, обус­ловленного током управления.

В следящем ЭГП с механической обратной связью корректирую­щие устройства, обеспечивающие требуемые динамические характе­ристики, выполняют в виде гидромеханических узлов. Последние в ряде случаев настолько просты, недороги и надежны, что их использу­ют даже в следящих ЭГП с электрическими обратными связями.

В случаях, когда нагрузка является только инерционной, для кор­рекции следящего ЭГП применяют корректирующие устройства, ис­пользующие косвенные показатели ускорения нагрузки. Косвенным показателем ускорения является давление нагрузки в рабочих полос­тях гидродвигателя.

Схема электрогидравлического следящего привода с силовой обратной связью по положению и гидромеханической обратной связью по динамическому давлению

Рис.6.38. Схема электрогидравлического следящего привода с силовой обратной связью по положению и гидромеханической обратной связью по динамическому давлению

Схема следящего ЭГП с механической обратной связью по поло­жению, нагруженного только инерционной нагрузкой, с дополнитель­ной корректирующей обратной связью по динамическому давлению, реализованной посредством гидромеханического устройства, дана на рис.6.38. Механическая обратная связь по положению штока гидроци­линдра 8 в отличие от схемы, приведенной на рис.6.37, выполнена в виде рычажной передачи, состоящей из рычага 10 и шатунов 9 и 12, а силовая обратная связь на ведомом звене электромеханического пре­образователя осуществляется с помощью рамки 13 и двух пружин 3 и 14 обратной связи. Регулировка нуля привода в этом случае выполня­ется за счет изменения длины, например шатуна 12. В качестве ЭГУ здесь используется двухкаскадный ЭГУ с силовой обратной связью по положению золотника гидрораспределителя 5, реализованной посред­ством пружины 11, и со струйным гидрораспределителем с механичес­ким отклонением струи в первом каскаде гидравлического усиления, состоящем из сопла питания 1, приемных каналов 4 и отклоняющего насадка 2, жестко соединенного сведомым звеном преобразователя 15. Гидромеханическое корректирующее устройство 6 обратной связи по динамическому давлению представляет собой миниатюрную гидрома­шину. Она состоит из плунжерного гидроцилиндра, в который входят штоки поршня, пружины на торцах поршня и крайние рабочие каме­ры, а также объемного насоса, расположенного вцентре корректирую­щего устройства. Крайние рабочие камеры корректирующего устройс­тва соединены с исполнительными гидролиниями привода, а средние камеры, соответствующим образом, – с торцовыми камерами золотни­кового гидрораспределителя 5. Работа следящего контура привода аналогична работе следящего ЭГП, показанного на рис.6.37. Коррек­тирующее же гидромеханическое устройство 6 работает так (см. рис.6.38). При появлении сигнала рассогласования золотник 5 начнет перемещаться, например, влево. Наличие инерционной нагрузки 7 приведет к увеличению давления в левой полости гидроцилиндра 8 и левой крайней полости корректирующего устройства6. Под действием разности давления поршень корректирующего устройства 6, преодоле­вая усилие торцовых пружин, будет двигаться вправо со скоростью, пропорциональной скорости изменения давления нагрузки. Это вызо­вет появление расхода обратной связи в гидролинии, которая соединя­ет рабочие камеры насоса корректирующего устройства с торцовыми камерами золотника. Поэтому золотник 5 получит дополнительное смещение влево, которое увеличит давление в левой полости гидроци­линдра 8 и приведет к возрастанию ускорения инерционной нагрузки. При таком включении корректирующего устройства будет более ин­тенсивно происходить и торможение инерционной нагрузки.

В случаях, когда предъявляются высокие требования к динамичес­кой податливости нагруженного значительной массой следящего ЭГП с механической обратной связью по положению, следует применять гидромеханические обратные связи по ускорению.

Схема устройства гидромеханической обратной связи по ускорению

Рис.6.39. Схема устройства гидромеханической обратной связи по ускорению

Примером корректирующего гидромеханического устройства об­ратной связи по ускорению может служить устройство, показанное на рис.6.39. Оно состоит из плунжерного насоса 7, плунжер которого жестко с помощью кронштейна 8 соединен со штоком исполнительно­го гидроцилиндра 9, подключенного к ЭГУ (на схеме не показан), зо­лотникового устройства, состоящего из золотника 1 и плунжера 6, и рычага 4 обратной связи. Один конец рычага жестко закреплен на валу 3 электромеханического преобразователя, а на другом его конце установлен диск 5. Диск 5 размещен в полости 2 золотника 1 с некото­рым зазором относительно стенок этой полости.

Эффективность использования гидромеханических обратных связей можно рассматривать на примере электрогидравлической сис­темы управления подачей регулируемого насоса (рис.6.40). Переме­щение регулирующего органа насоса 15 производится посредством гидроцилиндра 14 с двухсторонним неподвижно  закрепленным

Схема электрогидравлической следящей системы управления подачей регулируемого насоса, в которой применяются гидромеханические обратные связи

Рис.6.40. Схема электрогидравлической следящей системы управления подачей регулируемого насоса, в которой применяются гидромеханические обратные связи

штоком. Этот гидроцилиндр является выходным звеном следящего ЭГУ с механической обратной связью по положению. Последний включает электромеханический преобразователь 23, гидрораспреде­литель сопло-заслонка, состоящий из заслонки 19, установленной на валу преобразователя, сопл 11 и 18 и постоянных дросселей 1 и 27, четырехщелевой РДР 24 с пружинами 2 и 26 небольшой жесткости, тор­цовые камеры которого соединены гидролиниями с междроссельны­ми камерами распределителя сопло-заслонка, насос обратной связи по скорости, состоящий из плунжеров 12 и 17, жестко соединенных с гидроцилиндром 14 посредством кронштейна 16, и датчик механичес­кой обратной связи по положению, включающей наклонную поверх­ность на плунжере 12, шток 9 обратной связи по положению, пружину 10 обратной связи, возвратную пружину 13 и пружину 8 нуль-становителя с регулировочным винтом 7.

При подаче тока управления на обмотки электромеханического преобразователя 23 его вал, преодолевая жесткость пружин 10 и 8, по­вернется, например, по часовой стрелке на угол, пропорциональный току управления. При этом заслонка 19 сместится влево, и золотник 24 начнет двигаться вправо со скоростью, пропорциональной перемеще­нию заслонки из нейтрального положения. Так как жесткость пружин 2 и 26 мала, то они нужны только для установки золотника в ноль при отсутствии давления питания. Смещение золотника РДР 24 из нейтрального положения приведет в движение гидроцилиндр 14. Последний через кронштейн 16 начнет перемещать плунжеры12и17. В результате движения плунжеров 12 и 17 насоса обратной связи по ско­рости в исполнительных гидролиниях распределителя сопло–заслонка появится расход обратной связи, который остановит золотник РДР 24 в нужном положении, обеспечивающим пропорциональность между скоростью гидроцилиндра 14 и положением заслонки 19. В результате перемещения плунжера 12 благодаря наличию на нем наклонной по­верхности будет двигаться и шток 9, прижимаемый к плунжеру 12 пружиной 13. В данном случае шток 9 будет подниматься вверх и через пружину 10 обратной связи создавать на заслонке 19 момент сил, про­тивоположный моменту сил, обусловленных током управления. Как только эти моменты станут равны, заслонка 19 встанет в нейтральное положение и движение гидроцилиндра 14 прекратится. При этом гид­роцилиндр, следовательно, и регулирующий орган насоса 15 займут положение, пропорциональное величине тока управления.

Использование в рассматриваемом приводе обратной связи по расходу решает проблему влияния сил, возникающих на регулирую­щем органе насоса и имеющих значительную величину и сложный ха­рактер изменения, на статические и динамические характеристики привода. Кроме того, применение указанной обратной связи позволя­ет снизить требования к точности изготовления рабочих окон РДР до свободных размеров, а отверстия в гильзе выполнить круглыми.

Источник питания следящей ЭГП на схеме не показан. В качестве источника давления питания можно использовать насос подпитки ос­новного насоса регулируемой производительности.

Система управления включает также гидромеханический ДОС по мощности потока в напорной гидролинии насоса 15 регулируемой производительности. Последний обеспечивает работу насосав режиме постоянной мощности вне зависимости от нагрузки. Это является важ­ным свойством насосов, приводимых в движение тепловым двигате­лем. ДОС по мощности включает плунжер 5 с профилем, который со­ответствует требуемому закону изменения мощности, плунжер-толка­тель 25, пружину 3, шток 4 обратной связи по давлению в напорной гидролинии насоса 15 с возвратной пружиной 22 и шарнирно закреп­ленным на его конце рычагом 20 с регулировочным винтом 21, ток 9 обратной связи по положению, служащий в качестве датчика расхода насоса 15, и пружину 6. ДОС по мощности посредством рычага 20 пе­ремножает расход насоса 15, который косвенно определяется по поло­жению регулирующего органа этого насоса, на давление в его напорной гидролинии, определяемое положением плунжера 5. Если при максимальной подаче насоса 15 давление в его напорной гидроли­нии повысится на величину, превышающую допустимую мощность, то плунжер 5 передвинется вправо, сместит шток 4 вниз, и левый конец рычага 20 через винт 21 ограничит перемещение заслонки 19 в направ­лении часовой стрелки. В результате заслонка 19 сместится вправо. Это приведет к перемещению влево цилиндра 14 и сокращению расхо­да насоса 15 до значения, при котором произведение расхода и давле­ния в напорной гидролинии обеспечит заданную предельно допусти­мую мощность. При меньших значениях мощности насоса обратная связь по мощности в работе следящего привода не участвует.

Плунжер 5 является также ДОС по динамическому давлению в на­порной гидролинии насоса 15. Перемещение плунжера 5 со скоростью, пропорциональной скорости изменения давления в напорной гидроли­нии насоса, вызывает появление расхода обратной связи по динами­ческому давлению, который смещает золотник РДР 24 в сторону, при­водящую к падению скорости изменения подачи регулируемого насо­са. Это предотвращает резкое изменение давления в его напорной гид­ролинии и предохраняет насос от динамических перегрузок.

Комментарии
Отзывов еще никто не оставлял
Предзаказ
Предзаказ успешно отправлен!
Имя *
Телефон *
Обратный звонок
Запрос успешно отправлен!
Имя *
Телефон *
Заказ в один клик

Настоящим подтверждаю, что я ознакомлен и согласен с условиями оферты и политики конфиденциальности.

С помощью уведомлений о заказе можно не только получать актуальную информацию по заказу, но и иметь быстрый канал связи с магазином