Сила тока для питания однокаскадного устройства равна пример­ но 40 ма и двухкаскадного— 15 ма. Мертвый ход (зона нечувствительно­ сти) составляет около 0,5% общего хода.

Гидроусилитель с подобным распределением (управлением) имеет высокие динамические характеристики. Гидроусилители малой мощности дейст­ вуют при частотах до 100 гц и пропуска­ ют расход жидкости до 2,5 л!сек. Посто­ янные времени таких гидроусилителей

жидкости, заполняющей сопловую камеру 6. Диаметр сопла этого рас­ пределителя составляет 0,38 мм.

ЗОЛОТНИКИ С РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПО ДАВЛЕНИЮ

Помимо рассмотренных, применяют распределители, обеспечиваю­ щие давление, пропорциональное входному перемещению при постоян­ ном расходе жидкости.

На рис. 267 показана схема подобного распределителя, который обеспечивает на выходе давление, пропорциональное подводимому на вход электрическому току при постоянном расходе жидкости. Выходным сигналом первой ступени этого устройства является перепад давлений Д/?—Pi—/?2, создаваемый смещением заслонки 2 относительно сопел 3, величина которого, в свою очередь, пропорциональна току, подводимому к электромагниту 1. Этот перепад давлений действует на разность пло­ щадей А2— А\ плунжера золотника 4, перепад же рабочего давления Дрр, пропорциональный величине рабочей нагрузки на поршне гидрав­ лического двигателя, действует на поверхность А х поршня малого се­ чения.

Условие равновесия плунжера этого устройства имеет вид

Л1Дрр = Ар1(Л2—Ai).

Таким образом, когда подводится дифференциальный электрический ток, сила A/?pi41, создаваемая перепадом давления в гидродвигателе, не

330

уравновешивает силу Api(A2—А{), создаваемую первой ступенью уси­ ления.

Рис. 267. Распределительное устройство типа сопло — заслонка с регулированием по давле­ нию

ГИДРОУСИЛИТЕЛИ С ЖИДКОСТНОЙ ОБРАТНОЙ связью

Применение в гидроусилителях с дистанционным управлением ме­ ханической (рычажной) обратной связи усложняет конструкцию их уз­ лов и увеличивает число шарнирных соединений. Во многих случаях име­ ет преимущество гидравлическая обратная связь, которая позволяет раз­

золотником. При перемеще­ нии плунжера 1 золотника вправо жидкость под давлением рн поступает

в левую полость силового цилиндра 5 гидроусилителя; одновременно из противоположной полости вытесняется равное количество жидкости под низким давлением во вспомогательный цилиндр 3 системы обратной связи. Поскольку корпус вспомогательного цилиндра 3 закреплен, его поршень 4 и соединенный с ним корпус 2 золотника будут переме­ щаться в том же направлении, что и плунжер 1 золотника. В результате после остановки входного элемента (ручки) продолжающееся переме­ щение выходного элемента (поршня цилиндра 5) вызовет перекрытие каналов золотника и торможение системы.

Из схемы следует, что емкость вспомогательного цилиндра 3 систе­ мы обратной связи должна быть равна емкости силового цилиндра 5.

331

Схема гидроусилителя, обратная связь которого осуществляется че­ рез жидкостные звенья, представлена на рис. 269. Жидкость из напор­ ной магистрали поступает во внутреннюю полость а плунжера 2 распре­ делительного золотника, перемещающегося на стержне 3. На поверхнос­ ти этого стержня выполнены скошенные пазы 1 и 4, по которым жидкость

8

Рис. 269 Схема распределителя гидроусилителя с гидравлической обратной связью

поступает в камеры 6 и 10 и через них — к соплам 7 и 9, между среза­ ми которых находится заслонка 8. Нетрудно видеть, что при среднем по­ ложении заслонки 8 относительно сопел 7 и 9 давления в камерах 6 и 10 будут равны и плунжер 2 установится в среднее положение. При смеще­ нии же заслонки 8 в какую-либо сторону, равенство давлений в камерах 6 или 10 нарушится, в результате плунжер переместится в соответст­ вующую сторону, уменьшая площадь сечения одной расходной щели золотника и увеличивая другой.

Регулирование начального положения сопел и распределительного золотника осуществляется упорами 5 и 11, с помощью которых стер­ жень 3 может быть установлен в требуемом осевом положении.

СЛЕДЯЩИЕ СИСТЕМЫ С ОБЪЕМНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ

В следящих системах с большими выходными мощностями зачас­ тую применяют объемное регулирование выходной скорости, осуществ­ ляемое изменением производительности насоса (см. стр. 182). Следя­ щий привод с подобным регулированием обладает высоким коэффи­ циентом полезного действия, большой жесткостью статических характеристик и хорошими динамическими свойствами.

Расход насоса 1 и реверс подачи в подобном приводе радиальнопоршневого типа (рис. 270, а) регулируется путем перемещения его относительно неподвижной оси цилиндрового блока 2, осуществляемого

снабжена вспомогательным шестеренным насосом 6 подкачки, который подает через обратные клапаны 4 жидкость под давлением 35— 40 кГ/см2 в насос 1 и в обе полости цилиндра 5, поддерживая давления в полостях этого цилиндра при нулевом расходе насоса У, фиксируя тем самым его поршень.

Для уменьшения усилия, необходимого для управления насосом, применяют управление с серводействием (рис. 270,6). Входная тяга 4

3 3 2

приводит в движение золотник 2 вспомогательного гидроусилителя 3, управляющего узлом регулирования производительности насоса 1.

Для управления насосом переменной производительности в систе­ мах автоматики применяют электрогидравлические устройства, в кото­ рых входным воздействием служит электрический сигнал.

ц

Рис. 270. Схемы гидроусилителей с насосом регулируемой произво­ дительности

В частности, распространены схемы механизмов управления рас­ ходом насоса, имеющих в качестве механического преобразователя ре­ версивный поворотный электромагнит позиционного типа, воздействую­ щий на двухкаскадное распределительное устройство типа сопло — за­ слонка с охваченным обратной связью золотником, которое через спе­ циальный гидроусилитель преобразует угол поворота валика электро­ магнита в угол поворота люльки (наклонного диска) насоса.

На рис. 271, а приведена принципиальная схема подобного меха­ низма с пружинной обратной связью. Поворот люльки 1 насоса осу­ ществляется с помощью двух силовых цилиндров 8, управляемых с по­ мощью золотника 3, который в свою очередь управляется распредели­ телем типа сопло — заслонка 4 и 6. Заслонка 4 распределителя закреп­ лена на оси поворотного электромагнита 5, реагирующего на разность (рассогласование) тока в его обмотках.

С люлькой 1 механизма регулирования насоса связаны рычажной передачей 2 плунжеры обратной связи, которые деформируют при сво­

3 3 3

ем движении пружины 7, расположенные между плунжерами и золот­ ником 3, вследствие чего золотник возвращается в исходное (нейтраль­ ное) положение.

6)

Рис. 271. Механизмы управления насосом гидроусилителя с пружинной (а) и жесткой (б) обратной связью

На рис. 271,6 представлена схема такого же механизма управле­ ния, но с жесткой обратной связью, в которой при появлении разности давлений в междроссельной камере, вызванной смещением заслонки 4, приходят в действие плунжеры 9, воздействующие на золотник 3 пита­ ния силовых цилиндров 8 механизма поворота люльки 1 насоса. Обрат­ ная связь здесь выполнена в виде рычажной передачи 2.

ГИ Д РАВЛ И ЧЕСКИ Е УСИЛИТЕЛИ КРУТЯЩ ЕГО МОМЕНТА

Под гидравлическим усилителем крутящего момента понимают следящий привод с гидродвигателем поворотного или вращательного действия, соединенным с распределителем (измерителем рассогласо­ вания), который обычно выполняется в виде поворотного золотника (крана) с отслеживающей втулкой. Подобные гидроусилители преоб­ разуют задающее поворотное или вращательное движение входа с ма­ лым крутящим моментом в синхронное вращательное движение выхода с более высоким крутящим моментом.

Схема усилителя крутящего момента поворотного типа представ­ лена на рис. 272, а. Поршень цилиндра имеет форму пластины (лопас­ ти) /, которая может поворачиваться в корпусе 2 на ограниченный угол; утолщенный конец 3 этой пластины, связанный с валом исполни­ тельного гидродвигателя, служит ее осью, а также втулкой распредели­ тельного золотника 4 поворотного типа, выполненного в виде пробки, связанной с ручкой управления.

Жидкость под давлением подводится через каналы золотника е й f и отводится через канал т. При повороте пробка золотника 4 относи­ тельно втулки 3 произойдет рассогласование их положений и жидкость,

Золотник 4 с отслеживающей втулкой выполняет в этой схеме функции чувствительного элемента, измеряющего рассогласование уп­ равляющего (вход) и следящего (выход ) валов. Поскольку втулка зо­

3 3 4

лотника жестко связана с валом гидродвигателя, система золотник — гидродвигатель охвачена обратной жесткой связью.

Схема подобного усилителя с двухпластинчатым гидродвигателем представлена на рис. 272, б.

Распределительный золотник может быть также выполнен как са­ мостоятельный агрегат. В последнем случае он связывается с валом гидродвигателя обратной связью.

Подобный распределитель представлен на рис. 273. Распредели­ тель монтируется в системе обычно так, что рукоятка (рычаг) управ­ ления связывается с валиком 4 пробки 3, а вал обратной связи — с ва­ ликом 1 втулки 2 распределителя. При повороте пробки 3 открываются соответствующие каналы, служащие для питания гидродвигателя, вра­ щение которого через обратную механическую связь (редуктор) пере­ дается втулке 2, поворачивающейся в ту же сторону, в которую была повернута пробка 3. При остановке пробки 3 (при прекращении дви­ жения управляющей ручки) втулка 2 набегает на нее и перекрывает каналы, по которым подводится жидкость к гидродвигателю и отводит­ ся от него.

Для уменьшения зоны нечувствительности перекрытие выступами пробки 3 каналов во втулке 2 должно быть минимальным (равным 0,05—0,08 мм).

На рис. 274, а представлена схема подсоединения подобного кра­ нового распределителя в следящей системе с гидравлическими мотора­ ми 5 вращательного действия. Вал 4 пробки крана 3 связан с ручкой управления, а вал 1 втулки 2 крана — с валом 1 обратной связи, ко­ торая в этом случае выполнена в виде червячношестеренной передачи.

Применяются также гидромоторы вращательного действия, в ко­ торых распределители этого типа размещают непосредственно в кор­ пусе мотора. Одна из возможных конструкций этого типа показана на рис. 274, б. Втулка 2 распределителя непосредственно связана с вы­ ходным валом U а поворотный кран (пробка) 3 — с входным валом 4. Угловое рассогласование (ошибка) входа и выхода обеспечивает со­ ответствующее открытие распределителя, питающего гидравлический мотор. Выходной вал (выход) 1 этого мотора будет повторять движе­ ния вала 4 пробки 3 крана (входа).

Коэффициент усиления момента гидроусилителя с поворотной пла­ стиной может составить 15 000:1, а для гидроусилителя с гидромото­ ром 400: 1.

САМОТОРМОЗЯЩ ИЕ (Н ЕРЕВЕРС И ВН Ы Е) СИСТЕМЫ

Для обеспечения высокой жесткости * и нереверсивное™ системы прямолинейного поступательного движения применяют высокооборот­ ные гидромоторы, вращение которых через механические узлы (червяч­ ные и винтовые пары) преобразуется в выходное прямолинейное дви­ жение.

Жесткость подобной передачи по сравнению с жесткостью пере­ дач с силовым цилиндром обусловлена малым объемом сжимаемой жидкости. Если в силовом цилиндре прямолинейного движения сжатию при приложении нагрузки подвергается весь объем жидкости, требуе­ мый для совершения рабочей операции, то в гидромоторе вращатель­ ного действия, который совершает для выполнения той же операции много оборотов, сжатию подвергается лишь объем жидкости, находя­ щийся в данный момент в рабочих камерах мотора.

* Под жесткостью механизма понимают величину сжатия (просадки) его элемен­ тов под действием приложенной нагрузки.

335

336

На рис. 275, а представлена одна из возможных схем самотормозящей передачи. Гидромотор 3 приводит во вращение втулку 4 с внут­ ренней нарезкой, в которую входит винт 5. Распределительный золот­ ник 2 соединен тягой 1 системы обратной связи с ручкой управления. Статическая нереверсивность передачи обеспечивается выбором соот­ ветствующего угла винта и кинематических характеристик прочих звеньев передачи. Практика показывает, что требуемая нереверсив-

5

'T J

Рис. 274. Схемы следящих гидроприводов с распределителем пово­ ротного типа

ность передачи с гидромотором достигается при коэффициенте самотор­ можения винтовой пары 60—70%.

Типичная конструкция подобного винтового механизма для систе­ мы управления самолетом показана на рис. 275,6. Жидкость, подавае­ мая от двух автономных насосов, приводит в действие два гидравличе­ ских мотора 10, валы которых через шестерни 11, 13 и 14 приводят во вращение коническую шестерню 16, установленную на полом валу 15, вращающемся в подшипниках 12; в резьбу вала 15 входит винт 17, со­ единенный с плоскостью управления (рулем).

Подача жидкости к двигателям 10 регулируется по величине и направленйю потока клапанами 9, приводимыми в действие при помощи