32 Следящие гидроприводы
называется регулируемый гидропривод, в котором перемещение его выходного звена находится в строгом соответствии с величиной управляющего воздействия.
В большинстве случаев использования следящего гидропривода к функциям слежения добавляются также функции усиления управляющего сигнала по мощности, поэтому следящий гидропривод часто называют гидроусилителем мощности. Следящий гидропривод применяют в тех случаях, когда непосредственное ручное управление той или иной машины является непосильным для человека (на самолетах, кораблях, тяжелых автомобилях и тракторах, строительно-дорожных и других машинах, а также в системах гидроавтоматики металлорежущих станков, прессового оборудования и т.п.)
Следящий гидропривод относится к автоматическим устройствам, которые в соответствии с теорией автоматического управления называются системами с отрицательной обратной связью. В таких системах происходит непрерывное сравнение входного сигнала управления и перемещения выходного звена. Образующийся при этом сигнал рассогласования (разность) в процессе работы постепенно уменьшается. Когда эта разность становится равной нулю, перемещение выходного звена прекращается. При этом считается, что следящий привод выполнил свою функцию: его выходное звено переместилось в соответствии со значением управляющего сигнала. Рассмотрим, как этот принцип управления реализуется в некоторых следящих гидроприводах.
1 — рулевое колесо; 2 — винтовая передача; 3 —золотник; 4 — гидроцилиндр; 5 — корпус распределителя;
6 — рулевая тяга
На рисунке приведена принципиальная схема следящего гидропривода поступательного движения, использующегося в качестве гидроусилителя руля колесной транспортной машины. При повороте рулевого колеса 1, например, по часовой стрелке, посредством винтовой передачи 2 золотник 3 дросселирующего гидрораспределителя сместится влево и соединит правую полость гидроцилиндра 4 с напорной гидролинией (рн), а левую — со сливной гидролинией (рс). Под действием давления рн поршень гидроцилиндра 4 начнет перемещаться влево, поворачивая жестко связанную с ним рулевую тягу 6 и вместе с ней управляемое колесо машины. Поворот колеса будет происходить до тех пор, пока корпус распределителя 5, перемещающийся вместе с рулевой тягой 6, не сместится на расстояние, равное смещению золотника 3, и вновь не перекроет каналы распределителя. Итак, в данном случае сравнение сигнала управления (поворот рулевого колеса) и угла поворота управляемых колес машины происходит в дросселирующем гидрораспределителе. Результатом этого является некоторое открытие проходного сечения в нем, а следовательно, подвод давления рн в полость гидроцилиндра. Как только площадь проходного сечения становится равной нулю, поршень гидроцилиндра останавливается. Это значит, что следящий гидропривод отработал поступивший на него сигнал управления.
Чтобы вернуть управляемые колеса машины в первоначальное положение, необходимо повернуть рулевое колесо 1 на такой же угол против часовой стрелки, в результате чего золотник 3, поршень гидроцилиндра 4, рулевая тяга 6 и, следовательно, корпус распределителя 5 возвратятся в исходное положение.
На рисунке 4.2 представлена принципиальная схема следящего гидропривода фрезерного гидрокопировального станка, предназначенного для воспроизведения на заготовке профиля шаблона.
Рисунок 4.2 – Схема следящего гидропривода фрезерного гидрокопировального станка
На стойке 2, жестко связанной со станиной 13, установлен гидроцилиндр 1, шток которого перемещает вертикальную каретку 3. На столе 10 станка, который перемещается в процессе обработки в горизонтальном направлении с постоянной скоростью подачи V под, закреплены заготовки 11 и шаблон 9. По шаблону скользит щуп копира 8, который жестко связан с золотником гидрораспределителя 5. Щуп прижимается к шаблону с помощью пружины 4. Питание привода осуществляется от насоса 6, снабженного переливным клапаном 7 для обеспечения постоянства давления питания.
При движении стола 10 копир 8, преодолевая сопротивление пружины 4, перемещает золотник гидрораспределителя 5, который, в свою очередь, перемещает поршень гидроцилиндра 1 вместе с фрезой 12 и гильзой распределителя 5. Исполнительные гидролинии привода соединяют рабочие полости гидроцилиндра и гидрораспределителя таким образом, что фреза12 следит за положением копира 8, то есть осуществляется единичная отрицательная обратная связь между положением фрезы и копира.