54. Гидропривод с регулируемым насосом и гидроприводом.

По характеру выполнения своих функцийвсе гидроаппараты делятся на регулирующиеи направляющие.

Регулирующимназывается гидроаппарат, в котором изменение соответствующего параметра потока рабочей жидкости происходит за счет частичного открытия или перекрытия проходного сечения в нем.

Направляющимназывается гидроаппарат, который изменяет направление потока рабочей жидкости путем полного открытия или полного перекрытия проходного сечения в нем. Под площадью проходного сечениягидроаппарата понимается минимальное значение площади живого сечения потока (выбранного нормально скорости жидкости) в нем. Эта площадь сечения определяет расход рабочей жидкости, проходящей через гидроаппарат.

Основным элементом гидроаппарата является запорно-регулирующий элемент– это деталь или группа деталей, при перемещении которых частично или полностью перекрывается проходное сечение гидроаппарата.

По конструкции запорно-регулирующего элемента гидроаппараты делятся на:

- золотниковые, в которых запорно-регулирующим элементом является цилиндрический или плоскийзолотник;

- крановые, в которых запорно-регулирующим элементом является плоский, цилиндрический, конический или сферическийкран;

- клапанные, в которых запорно-регулирующим элементом является шариковый, конусный, игольчатый или плоский(тарельчатый) клапан.

По способу перенастройки гидроаппараты делятсянарегулируемые и настраиваемые.

Регулируемымназывается гидроаппарат, в которомвеличина открытия проходного сечения или силовое воздействие на запорно-регулирующий элемент могут быть изменены по сигналу извне во время работы гидросистемы.

Настраиваемымназывается гидроаппарат, характеристики которого могут быть измененытолько в условиях выключенной гидросистемы. Часто при этом бывает необходима разборка гидроаппарата или гидросистемы.

По способу подключения гидроаппараты делятся на:

- гидроаппараты трубного присоединения– соединяются с другими гидравлическими устройствами при помощи трубопроводов и рукавов;

- гидроаппараты стыкового присоединения– соединяются с другими гидравлическими устройствами при помощи каналов, выведенных на наружную плоскость, по которой происходит стыковка с другими гидравлическими устройствами;

- гидроаппараты модульного исполнения– соединяются с другими гидравлическими устройствами при помощи вертикальных каналов, выведенных на две параллельные наружные плоскости с одинаковыми координатами присоединительных отверстий;

- встраиваемые– эти гидроаппараты, как правило, не имеют корпусов. Их монтируют в специальных монтажных гнездах гидравлических блоков, соединенных с соответствующими каналами.

Присоединительные отверстия на принципиальных и полуконструктивных схемах гидроаппаратов в соответствии с ГОСТ 24242-80обозначают прописными буквами латинского алфавита:

- Р– отверстие для подвода рабочей жидкости под давлением;

- А иВ– отверстия для присоединения к другим гидравлическим устройствам;

- Т – отверстие для отвода рабочей жидкости в гидробак;

- X и Y – отверстия для потоков управления;

- L – отверстие для дренажного отвода жидкости.

К основным параметрам гидроаппаратов(эти параметры, как правило, приводятся в каталогах и паспортах гидроаппаратов) относятся следующие.

Главным параметром всех гидроаппаратов является их условный проходDy, под которым понимается диаметр условного отверстия, площадь которого равна максимальному значению проходного сечения гидроаппарата.

Последовательность значений Dy регламентируетГОСТ 16516-80. Типоразмерные ряды всех гидроаппаратов строятся по их условным проходам.

К основным параметрам гидроаппаратов относятся также номинальное давление, номинальный расход рабочей жидкости, масса аппарата (без рабочей жидкости) и др.

Под номинальным давлением р_ном понимают наибольшее избыточное давление рабочей жидкости, поступающей на вход гидроаппарата, при котором он должен работать в течение установленного ресурса (срока службы) с сохранением параметров в пределах установленных норм. Ряды номинальных давлений для гидроприводов устанавливает ГОСТ 12445-80.

Под номинальным расходомжидкости Qном понимаютрасход жидкости с определенной вязкостью, проходящий через гидроаппарат, при котором он выполняет свое назначение с сохранением параметров в пределах установленных норм. Ряды номинальных расходов жидкости для гидроприводов устанавливает ГОСТ 13825-80.

Выбор конкретного гидроаппарата для определенной гидросистемы осуществляется по величине условного проходаDy, проверяя при этом соответствие расчетных величин максимального рабочего расхода жидкости через гидроаппарат и максимального рабочего давленияноминальным значениямQ_ном и р_ном, приведенным в паспорте гидроаппарата.

Все гидроаппараты, которые используются в объемных гидроприводах, можно разделить на три основные класса: гидродроссели, гидроклапаны и гидрораспределители.

55. математические моделитиповых пневмогодроприводов. Статические и динамические характеристики. При составлении математической модели привода приняты следующие допущения: модуль упругости рабочей жидкости является постоянным; «сухое» (контактное) трение в двигателе и нагрузке мало и им можно пренебречь; крепление привода к основанию и механическая передача от двигателя к нагрузке являются достаточно жесткими и их влияние не учитывается. Нагрузочная характеристика СГТ      Для расчета ШГП на ЭВМ экспериментальную характеристику располагаемого расхода СГТ аппроксимируем двумя отрезками прямых (рисунок). Давление pт связано с давлением слива pсл и перепадом давлений в двигателе p выражением. Характеристики площадей рабочих окон ШГД      Математическая модель режима синхронизации. Для математического описания режима синхронизации в соответствии с алгоритмом обобщенной модели необходимо определить нелинейные характеристики связи ДНЖООС и ошибки и механическую (нагрузочную) характеристику непрерывного двигателя. В режиме синхронизации происходит дросселирование жидкости на слив из полостей двигателя через рабочие окна G1, G3 и G2,4 с суммарными проводимостями С1,3 и G2,4 и таким образом осуществляется стабилизация положения поршня. Амплитуда сигнала ошибки ε(y) замкнутого контура шагового гидродвигателя (ШГД) пропорциональна разности площадей эквивалентных рабочих окон Sэкв(y) обеих суммарных проводимостей (рисунок). Изменение рассогласовании ШГП      Разность S1,3экв – S2,4экв определяет амплитуду рассогласования е замкнутого контура ШГД. При отклонении поршня в положительном направлении (вправо) площадь проходного сечения эквивалентного дросселя S1,3 (y) увеличивается, a S2,4(y) - уменьшается. При этом в двигателе создается перепад давлений, действующий в противоположном направлении, т. е. в режиме синхронизации отклонение у поршня ШГП и возникающее при этом рассогласование е имеют разные знаки (рисунок). Характеристика связи ДНЖООС      Тогда амплитуда сигнала связи ДНЖООС yрс1 определяется из выражения (рисунок). Гидравлическая схема замещения двигателя      Гидравлическая схема замещения непрерывного двигателя в режиме синхронизации ШГП показана на рисунке. Роль источников питания играют два СГТ. Характеристики рабочих проводимостей ШГД с учетом предварительного открытия      Характеристики проводимостей G1,3 и G2,4 с учетом предварительного открытия в зависимости от рассогласования е показаны на рисунке и описываются уравнениями. Переходные процессы ШГП      В результате численного интегрирования уравнений рассчитаны переходные процессы ШГП. На рисунке показаны расчетный (сплошная линия) и экспериментальный (штриховая линия) переходные процессы ШГП, нагруженного массой нагрузки 25 кг. Переходный процесс имеет устойчивый колебательный характер, и амплитуда колебаний не выходит за пределы зоны динамической устойчивости (-yп; +yп). В этом случае при поступлении очередного импульса управления ШГП не выпадет из синхронизма. Области устойчивости ШГП      На рисунке изображены области устойчивости ШГП в зависимости от массы. С ростом инерции колебательность переходных процессов увеличивается и при критическом значении массы 35 кг в приводе устанавливаются автоколебания, амплитуда Ак и частота fк которых зависят от массы. Они обусловлены наличием в замкнутом контуре ШГД нелинейности типа насыщения по расходу и давлению. При m = mкр = 70 кг амплитуда автоколебаний равна ширине зоны динамической устойчивости, и область автоколебаний делится на две части: с сохранением синхронизма при обработке серии шагов и выпадением из него, которое в однофазном ШГП выражается в пропусках импульсов управления.