11. Статический расчет элементов системы управления

Коэффициент усиления по расходу определяется [3 (с.94 (4.7))] по выражению:

, (64)

где - максимальное значение гидравлической проводимости рабочего окна золотника.

Коэффициент усиления по расходу при работе золотника без нагрузки когда:

[2 (с.93)] , (65)

где - плотность рабочей жидкости;

- давление питания золотникового гидрораспределителя;

- номинальное подводимое давление и давление слива;

- максимальное значение коэффициента расхода золотника [3 (с.65)];

- длина рабочего дросселирующего окна золотника;

- диаметр управляющего золотника гидроусилителя.

Коэффициент скольжения золотника по расходу определится [3 (с.95)]

. (66)

Коэффициент сжимаемости рабочей жидкости определяется:

, (67)

где - объем жидкости в рабочей камере гидроцилиндра и модуль упругости рабочей жидкости.

Коэффициент обратной связи :

, (68)

где и – плечи рычага передачи входного сигнала и обратной связи.

Коэффициент передачи по входному сигналу:

. (69)

Коэффициент усиления по давлению [2 (с.174), 3 (с.33)]

, (70)

где - радиальный зазор золотникового гидроусилителя (4-8 мкм).

Определение геометрических размеров ( ) исполнительного механизма (гидроцилиндра) системы управления осуществляется на основании общей силы нагрузки действующей на поршень по выражению:

(71)

отсюда

(72)

при этом

(73)

и следовательно

, (74)

где , , - сила нагрузки поршня, диаметр и площадь сечения поршня гидроцилиндра;

=1,5-2,0- коэффициент запаса по нагрузке [2 (с.104)] (при действии постоянной, позиционной и скоростной нагрузки)

Полезный расход гидроцилиндра определится как:

, (75)

где ; - ход поршня (величина перемещения нагрузки);

- время перемещения при разгоне (определяемое по диаграмме скорости).

Определение и выбор параметров золотникового гидрораспределителя осуществляется [5(. (c.229-232)] или [3 (c. 169-176)]. В результате выполнения расчетов по указанным источникам определяются - диаметр плунжера золотника, - перемещение плунжера золотника, - коэффициент вязкого трения золотника, - радиальный зазор в золотниковой паре и целый ряд других важных конструктивных и динамических расчетных параметров.

Жесткость гидравлической пружины исполнительного гидроцилиндра:

, (76)

где - объем жидкости в рабочей камере цилиндра.

Коэффициент обобщенной жесткости гидромеханической системы управления:

. (77)

Коэффициент добротности следящей системы:

. (78)

Постоянная времени системы управления:

. (79)

Коэффициент скольжения по расходу:

(80)

Коэффициент жесткости механической характеристики дроссельной системы управления:

(81)

Жесткость канатной проводки управления:

, (82)

где - модуль упругости каната (1,5·10⁵ МПа);

- площадь сечения каната;

- длина каната.

Жесткость силовой проводки:

, (83)

где - модуль упругости стали (2,1·10⁵ МПа);

- площадь сечения элемента силовой проводки;

- длина элемента силовой проводки.

Жесткости рабочего органа позиционной нагрузки и основания гидроцилиндра определяется конструктивными размерами их рабочих органов аналогично, как и для элементов проводок

Коэффициент вязкого трения золотника

, (84)

где - сила вязкого трения золотника [5 с.231];

(85)

- скорость перемещения плунжера золотника относительно корпуса

гильзы.

Коэффициенты вязкого трения проводки управления, поршня и демпфирования нагрузки определяются также как для управляющего золотника [5 с. 231].