7. Параметры 1-го каскада усиления мощности, построение статических характеристик

7.1 Определение параметров 1-го каскада усиления мощности, выбранного по схеме «сопло-заслонка»

Дроссельные гидороусилители типа сопло-заслонка применяются в основном в электрогидравлических двухступенчатых системах в качестве первой ступени усилителя входного сигнала.

Гидравлический усилитель типа сопло-заслонка представляет собой двухкаскадный усилитель, первым каскадом которого является гидроусилитель, состоящий из двух постоянных дросселей и двух управляемых дросселей в виде заслонки и двух сопел.

Характеристики гидроусилителя типа «сопло-заслонка»:

В результате многих исследований была выведена формула (37) для определения параметров усилителя сопло-заслонка:

, (37)

где

; (38)

; (39)

. (40)

Принимаем = 1;

; (41)

; (42)

. (43)

Здесь G_{нерег.др} – гидравлическая проводимость нерегулируемого дросселя;

G_рег.др - гидравлическая проводимость регулируемого дросселя;

- коэффициенты, вычисляемые по вышеприведённым формулам;

z – управляющее воздействие (перемещение заслонки);

, (44)

где - диаметр сопла.

Первый режим работы усилителя сопло-заслонка предполагает, что заслонка отклонена на максимальное положение и удерживается в таком состоянии, т.е. .

Примем .

Найдём значения коэффициентов :

,

.

Так как золотник находится в крайнем положении, то по формулам (37), (38) и (39):

;

; (45)

. (46)

Вычислим значение давления насоса управления Р_ну при крайнем положении золотника, используя формулы (45) и (46):

;

.

В среднем положении золотника обе пружины испытывают одинаковую нагрузку. Усилие, необходимое для перемещения золотника, равно нулю, т.е. .Следовательно, расход будет максимальным: .

Используя формулу (37), находим такое значение , чтобы удовлетворялось условие . После вычислений указанным методом находим .

Определим диаметр сопла .

Из формулы (39):

. (47)

Зная, что и , находим, что

Здесь G_с-засл - гидравлическая проводимость усилителя типа сопло-заслонка:

, (48)

А_с-засл – площадь гидравлического усилителя типа сопло-заслонка,

коэффициент проводимости гидравлического усилителя типа сопло-заслонка; при нулевом управляющем воздействии принимаем

Определим площадь А_с-засл из формулы (48):

. (49)

Приближённо можно принять .

Тогда, имеем возможность определить значение диаметра сопла:

, где .

Отсюда после преобразований:

. (50)

Тогда по формуле (44):

.

7.2 Построение статических характеристик 1-го каскада усиления мощности

Для построения статических характеристик нам необходимы формулы (37), (38), (39) и (43).

Перепадная характеристика при , в частности для и (рис.17).

Перейдя от безразмерных величин к размерным получим зависимость: (рис.18).

Расходно-перепадная характеристика при , в частности для и (рис.19).

Перейдя от безразмерных величин к размерным получим зависимость: (рис.20).

Расходная характеристика при , в частности для и (рис.21).

Перейдя от безразмерных величин к размерным получим зависимость: (рис.22).

Выводы

Согласно техническому заданию спроектирован гидравлический привод дроссельного регулирования для клещей типа КТГ 8-2, предназначенный для подачи электрода для контактной сварки. Составлены сборочные чертежи золотникового гидрораспределителя и гидравлического цилиндра, построены необходимые характеристики элементов и диаграмма нагрузки, действующей на привод. Проведены технические расчеты элементов, входящих в состав гидропривода.

Основные элементы гидропривода:

Гидравлический цилиндр двустороннего действия с двусторонним штоком

Номинальное давление насосной станции

Диаметр поршня гидроцилиндра D=160 мм

Диаметр штока гидроцилиндра d=63 мм

Максимальный расход

Дросселирующий гидрораспределитель

Диаметр золотника d_з = 16мм

Максимальное перемещение золотника

Двухкаскадный усилитель типа «сопло-заслонка»

Давление управления

Расход упраления

Диаметр сопла

Выбор гидравлического оборудования производится в соответствии с принципиальной схемой (рис. 1), воспользовавшись для этого международным каталогом Свешникова В.К. «Гидрооборудование». В качестве рабочей жидкости в приводе используется масло И-30А ГОСТ 20799-88.

Список литературы

1. В.К. Свешников «Станочные гидроприводы»: М. Машиностроение, 1988-512с.

2. В.И. Анурьев «Справочник конструктора-машиностроителя»: в 3 т., М. Машиностроение, 2001

3. Методические указания по дисциплине «Проектирование механических систем» разработанная кандидатом технических наук, доцентом В.Г.Салангиным.

26