Гидромеханические системы управления и элементы приводов (96

–стопор золотника, состоящий из кулачков 2, дифференциального поршня 8, нагруженного пружиной 10, и штока 9;

–клапан кольцевания 11.

Рис. 1.1. Схема гидромеханического следящего привода

сдроссельным регулированием

Вслучае падения рабочего давления ниже допустимого дифференциальный поршень 8 под действием пружины смещается вправо,

икулачки 2, поворачиваясь на оси, закрепленной в корпусе, входят в паззолотника3. Есливлюбойизполостейгидроцилиндра1 давление рабочей жидкости превышает минимально допустимое, то под действием этого давления поршень 8 отжимается в крайнее левое положение, показанное на схеме, и стопор золотника выключается.

Клапан кольцевания 11 соединяет полости гидроцилиндра друг с другом, когда вследствие падения давления рабочей жидкости управление положением штока поршня 12 должно осуществляться вручную. При падении давления в обеих полостях гидроцилиндра 1 ниже заранее установленного значения клапан кольцевания 11 открывается под действием пружины. Если хотя бы в одной из полостей гидроцилиндра 1 давление жидкости превысит установленное значение, то клапан будет закрыт.

Механизм управления гидропривода выполнен в виде рычагов AB и CD, соединяющих между собой ручку управления, шток золотника и шток поршня гидроцилиндра.

5

Рабочей жидкостью для данного гидропривода служит масло АМГ-10.

Гидропривод работает следующим образом (см. рис. 1.1). При подаче от насосной станции рабочей жидкости под давлением открывается обратный клапан 4. Под действием давления дифференциальный поршень 8 смещается влево, выводя кулачки 2 из паза штока золотника. При этом стопор золотника выключается. Если теперь оператор переместит ручку управления по стрелке на некоторую постоянную величину, то точка A рычага AB сместится в том же направлении и рычаг AB повернется вокруг оси O против хода часовой стрелки. Соответственно точка B вместе со штоком золотника переместится влево, золотник займет относительно корпуса положение, показанное на схеме. Левая полость гидроцилиндра через центральное окно золотника соединится с линией высокого давления, а правая полость гидроцилиндра через левое окно золотника – со сливом. Под действием создавшейся разности давлений в полостях гидроцилиндра его поршень начнет перемещаться вправо. Одновременно будет перемещаться вправо и точка С рычага СD, который, поворачиваясь на неподвижной оси D, будет перемещать вправо ось O. При неподвижной ручке управления точка A неподвижна, поэтому при перемещении оси О вправо точка B вместе с золотником будут перемещаться вправо до тех пор, пока золотник не займет нейтральное положение, что приведет к остановке поршня гидроцилиндра. Ход будет пропорциональным перемещению ручки управления. При перемещении ручки управления в противоположную сторону перемещения золотника, рычагов и поршня гидроцилиндра будут происходить в обратных направлениях.

Во время движения на поршень действует сила, равная произведению рабочей площади поршня и разности давлений в полостях гидроцилиндра. Эта сила во много раз превосходит силу, которую необходимо прикладывать к ручке управления. Таким образом, гидропривод, повторяя (отслеживая) движение руки оператора, одновременно увеличивает силу, прикладываемую к регулирующему органу управляемого объекта.

1.2. Описание лабораторной установки

Для испытания гидропривода используют лабораторную установку (стенд), схема которой изображена на рис. 1.2. Устройства гидропривода показаны на схеме внутри контура, обведенного штриховой линией.

6

Рис. 1.2. Схема лабораторной установки для испытания гидропривода

Кроме привода в лабораторный стенд входят:

–мерный бак 1 для определения расхода жидкости, протекающей через золотник;

–пружина 2 и маятник 3, которые служат для имитации позиционной и инерционной нагрузок на выходное звено гидропривода (шток поршня гидроцилиндра);

–соединительная муфта 4;

–R и r – плечи рычага, на котором закреплен маятник;

–манометры М1, М2 и М3 для измерения соответственно давлений в напорной линии перед входом в гидропривод и в полостях гидроцилиндра;

–вентиль В1, который служит для регулирования расхода жидкости, поступающей из напорной линии на слив;

–вентили В2 и В3, используемые для снятия расходной характеристики;

–емкости 5, подключаемые с помощью вентилей В4 и В5 к полостям гидроцилиндра, для изменения приведенного модуля упругости гидроцилиндра;

–счетчик электрических импульсов (СЭИ), включаемый от контактов 6;

–электросекундомер (ЭС);

–регулируемый упор 7 золотника;

7

–индуктивный датчик (ИД) линейных перемещений золотника

свторичной аппаратурой.

Рис. 1.3. Схема насосной станции

Для питания гидропривода рабочей жидкостью под давлением служит насосная станция, схема которой дана на рис. 1.3. Насос 1 всасывает рабочую жидкость из бака и через фильтр 2 подает ее в линию питания гидропривода. Регулирование расхода жидкости, поступающей к гидроприводу, осуществляется автоматически с помощью переливного клапана 3. Кроме того, можно изменять производительность насоса 1, меняя настройку регулятора давления насоса.

1.3.Порядок проведения испытаний

иобработка полученных результатов

ВНИМАНИЕ! Перед началом работы необходимо ознакомиться с инструкцией по технике безопасности.

Определение коэффициента обратной связи и коэффициента передачи гидропривода

Коэффициент обратной связи Kо.с характеризуется отношением

где xо.с – перемещение золотника, вызванное действием обратной связи при смещении поршня гидроцилиндра на величину y.

8

Для гидропривода с механическим управлением при малых значениях xо.с и y коэффициент Kо.с можно найти по отношению плеч рычагов AB и CD:

где h – перемещение входного звена, связанного с ручкой управления (точка А на рис. 1.1); yh – перемещение штока поршня гид-

роцилиндра (выходного звена) при перемещении входного звена на величину h.

При перемещении точки A (см. рис. 1.2) на величину h точка C вместе со штоком гидроцилиндра перемещается на величину yh .

Поршень гидроцилиндра всегда занимает установившееся положение при нейтральном положении золотника, поэтому при опре-

делении связи между установившимися значениями h и yh точку B можно считать неподвижной. В случае малых значений h и yh

связь между ними можно найти по отношению плеч рычагов AB и СD при зафиксированных точках D и B. Соответственно вместо формулы (3) можно использовать формулу

Для определения Kо.с и Kyh по формулам (2) и (4) необходимо

предварительно измерить линейкой плечи рычагов AB и CD механизма управления.

Определение нечувствительности гидропривода к изменению сигнала управления

Вследствие положительных перекрытий золотника и наличия трения, создаваемого уплотнениями поршня и штока гидроцилиндра, гидропривод имеет зону нечувствительности. Смещение зо-

9

лотника в пределах этой зоны не вызывает движения поршня гидроцилиндра.

Испытания для определения зоны нечувствительности гидропривода проводят в такой последовательности (см. рис. 1.2).

Вентилем В1 устанавливают рабочее давление 4 МПа. Давление контролируют по манометру М1. Ручку управления гидропривода медленно перемещают из среднего положения в одну сторону до тех пор, пока не начнется движение штока поршня гидроцилиндра. В этот момент регистрируют показания датчика перемещения золотника. Затем ручку управления перемещают в противоположную сторону и вновь регистрируют значение перемещения золотника из среднего положения.

Зону нечувствительности e определяют как среднее арифметическое показаний датчика перемещения золотника П1 и П2 (в мм), зарегистрированных при отклонении ручки управления в обе

стороны: e = П1 + П2 . 2

Испытания повторяют 3 раза.

Определение давления, при котором включается стопор золотника

Испытания начинают при давлении в напорной линии, равном 4 МПа (контролируют по манометру М1), и среднем положении ручки управления. Постепенным открытием вентиля В1 (см. рис. 1.2) давление в напорной линии снижают до значения, при котором кулачки 2 стопора золотника (см. рис. 1.1) начинают входить в паз штока золотника.

Испытания повторяют 3 раза. Значение давления, при котором включается стопор, берут как среднее арифметическое трех показаний манометра М1.

Определение давления, при котором открывается клапан кольцевания

Начальное давление в напорной линии не должно превышать 4 МПа. Изменяя открытие вентиля В1 (см. рис. 1.2), давление в напорной линии медленно снижают. После включения стопора золотника по манометру М1 определяют наибольшее давление, при котором шток поршня гидроцилиндра перемещается при от-

10