8. Золотниковое уу

Золотниковые усилители. Широкое распространение в АСР судовых двигателей внутреннего сгорания, паро­вых и газовых турбин имеют золотниковые усилители.

Золотниковый усилитель (рис. 8) состоит из цилинд­рического золотника 2, жестко связанного с ИУ, и зо­лотниковой втулки 3, заключенных в корпусе 4, Обрат­ное выключение при перемещении ИМ осуществляется рычагом обратной связи 1, жестко связанным с золот­никовой втулкой. В среднюю полость золотниковой втул­ки подаются вода или масло под давлением. Слив осу­ществляется с обеих сторон золотниковой втулки.

В равновесном состоянии золотник находится в нейтральном положении, и его поршни перекрывают окна в золотниковой втулке. При этом поршень ИМ неподвижен. При отклонении золотника от нейтрального положения одна из полостей ИМ сообщается с по­лостью, через которую подводится рабочая жидкость, другая — со сливной полостью. В результате на порш­не ИМ возникает перепад давлений, под действием ко­торого поршень начинает перемещаться. Золотниковая втулка под действием рычага 1 также перемещается, устанавливая окна напротив поршней золотника. Тем самым обеспечивается «обратное выключение» усили­теля.

В зависимости от соотношения ширины поршней зо­лотника и ширины окон втулки золотниковые усилите­ли бывают с положительным, нулевым и отрицательным перекрышем. При положительном перекрыше ширина поршней золотника больше, чем ширина окон втулки. При этом обеспечивается надежное отключение полос­тей ИМ от полостей подачи и слива. Однако при малых перемещениях золотника (в пределах перекрыша) ИМ не перемещается, что ухудшает чувствительность регу­лятора. При нулевом перекрыше ширина поршней зо­лотника равна ширине окон втулки, а при отрицатель­ном перекрыше окна втулки шире, чем поршни золот­ника. При отрицательном перекрыше расход рабочей жидкости на слив постоянен, что ухудшает экономич­ность усилителя. Практически стремятся выполнять усилители с нулевым или небольшим отрицательным перекрышем, так как нулевой перекрыш трудно обеспечить при изготовлении.

Золотниковые усилители могут обеспечить значитель­ную мощность выходного сигнала и быстродействие ИМ. Недостатком их является трение золотника о втулку, что снижает чувствительность и отрицательно влияет на динамику АСР. Коэффициент усиления золотниковых усилителей больше, чем струйных, так как мощность на выходе усилителя определяется давлением рабочей жидкости и площадью сечения сопла или окна втулки. Чувствительность золотниковых усилителей ниже, чем у струйных. В системах регулирования, где требуется обеспечить высокую чувствительность при большой мощ­ности на выходе усилителя, применяют 2-каскадные усилители. В качестве первого каскада усиления слу­жит струйный усилитель, обладающий высокой чувст­вительностью и создающий достаточные перестановоч­ные усилия во втором каскаде усиления, имеющем на выходе большую мощность.

9. Исполнительный механизм

Исполнительный механизм предназначен для преоб­разования вспомогательной энергии, подводимой к нему усилительным устройством из внешнего источника, в механическую, затрачиваемую на преодоление сопротив­лений перемещению жестко связанного с ним регулиру­ющего органа в соответствии с сигналом управления.

Наиболее распространенным типом гидравлических ИМ являются поршневые сервомоторы. Они состоят из цилиндра и поршня со штоком. По виду движения, со­вершаемого сервомоторами, они делятся на сервомото­ры поступательного (рис. 10, а, б) и вращательного (рис. 10, е) движения. По действию рабочей среды на подвижные элементы сервомоторы бывают 2-стороннего (см. рис. 10, а, в) и 1-стороннего (см. рис. 10, б) действия. В сервомоторах 1-стороннего действия рабочая жидкость от УУ поступает только в одну полость. Сила давления этой жидкости на поршень уравновешивается сжатием пружины, помещенной в другую полость цилиндра. Для преобразования поступательного движения поршня во вращательное движение вала поршень с валом соединя­ют при помощи кривошипно-шатунного механизма (см. рис. 10, в).

При прочих равных условиях скорость поршня сер­вомотора зависит от значения отклонения УУ от равно­весного положения. Так как это значение переменное, то и сервомоторы называют сервомоторами с переменной скоростью. Часто регулятор выполняют так, что УУ от­клоняется в крайнее положение еще до того, как пор­шень сервомотора достигает своего крайнего положения. В этом случае поршень сервомотора на одном участке своего движения имеет переменную скорость, а на дру­гом — максимальную постоянную скорость. Такие сер­вомоторы называют сервомоторами с переменно-постоян­ной скоростью поршня.

Если УУ подает энергию в сервомотор только при своих крайних положениях, то поршень сервомотора будет двигаться только с постоянной (максимальной) скоростью. Такие сервомоторы называют сервомоторами с постоянной скоростью, а управляющие ими усилитель­ные устройства — релейными. Гидравлические поршневые сервомоторы обеспечива­ют большие перестановочные усилия при малых габа­ритных размерах, имеют высокие к. п. д. и надежность, отличаются плавностью хода и могут иметь большую длину хода, чем мембранные.

Рис. 10. Схемы гидравлических исполнительных механизмов:

а — поршневого прямодействующего беспружинного; б — поршневого прямодействующего пружинного; в — поршневого поворотного беспружинного; г — мембранного

Особое внимание уделяется уплотнению штока и поршня в цилиндре. Поршни ИМ, в которых в качестве рабочей жидкости используется вода с температурой до 60 °С, уплотняют манжетами из кожи, пропитанной касторовым маслом, либо из специальной резины. Пор­шни ИМ, рабочей жидкостью в которых является масло, притирают по цилиндрам с зазором 0,03—0,05 мм в за­висимости от их диаметра. Уплотнение штоков поршней осуществляется асбестовой или пеньковой просаленной набивкой либо манжетами из специальной маслостойкой резины.

Исполнительные механизмы мембранного типа имеют малые габаритные размеры, в них пол­ностью исключены перетечки рабочей жидкости из од­ной полости в другую и практически отсутствуют сопро­тивления перемещению мембраны.

10. Корректирующее устройство- изодромы (мембр., поршень), лекало

11. Гидравличексий П регулятор

12. Гидро И

13. Гидро ПИ

Пневматика

1.Элементы УСЭППА

2.Операции на элементах сравнения

3. Пневмоусилители мощности

4.Пневмоповторитель

5.Усилитель давления

6.П

7.И

8.ПИО

9.Пневмозадатчики, пневмореле

10.Датчик МПО

11. ПИ

1.Элементы УСЭППА

3. Пневмоусилители мощности

6.П

11. ПИ

9.Пневмозадатчики, пневмореле

Реле переключения предназначено для поочередного соединения двух пневматических каналов с третьим. Реле можно использовать в различных системах контроля и регулирования, включая его по необходимой для каждого отдельного случая схеме.

Рис. 21. Реле переключения

На рис. 20 представлено реле переключения, которое состоит из трех камер, разделенных мембранами, жесткие центры которых являются заслонками сопл С1 и С2. Мембраны 1 и 3 жестко соединены между собой штоком 2. Давление команды рк подается в камеру А. Камера В сообщается с атмосферой. При рк=0 сопло С1 открыто в камеру Б, а сопло С2 закрыто под действием пружины. При рк не равным нулю — наоборот.

Задатчик маломощного типа предназначен для создания стабильного давления сжатого воздуха на выходе прибора, подаваемого обычно в глухие камеры приборов пневмоавтоматики. Задатчик маломощного типа предназначен для создания стабильного давления сжатого воздуха на выходе прибора, подаваемого обычно в глухие камеры приборов пневмоавтоматики. Он состоит из двух секций, отделенных одна от другой гибкой мембраной, жесткий центр которой служит заслонкой выпускного сопла, имеющего выход в атмосферу. Давление питания через постоянный дроссель Д подается на штуцер 1. Установку задания осуществляют с помощью настроечного винта 2, при вращении которого изменяется натяжение пружины 3. Мембрана сидящей камеры устанавливается в положение равновесия при входном давлении, пропорциональном силе сжатия пружины.

Рис. 22. Схема маломощного стабилизирующего задатчика.

Для построения распространенных типов систем ДАУ главными судовыми двигателями широко применяют задающие устройства, предназначенные для преобразования перемещения командного органа в пропорциональный ему выходной пневматический сигнал, используемый непосредственно или после усиления в системах управления. Такие пневмозадатчики входят в состав элементов УСЭППА, а также в комплект пневмоэлементов, выпускаемых фирмой "Вестингауз" (США) и используемых в отечественных системах ДАУ.