Гидромеханические системы управления и элементы приводов (96

клонении ручки управления в ту или иную сторону от среднего положения.

Испытания повторяют 3 раза. Определяемое значение давления находят как среднее арифметическое трех зарегистрированных показаний манометра М1.

Определение расхода утечки жидкости в золотниковом распределителе

Расход утечки жидкости определяют с помощью мерного бака 1 (см. рис. 1.2) и электросекундомера при постоянном давлении в напорной линии. Ручку управления удерживают в среднем положении так, чтобы во время опыта шток поршня гидроцилиндра не перемещался. При измерении расхода вентиль B3 должен быть открыт, а B2 – закрыт. Вследствие малого значения измеряемого расхода утечки, а следовательно, большого промежутка времени, необходимого для заполнения объема, с которого начинается отсчет на шкале мерного стекла, рекомендуется предварительно заполнить мерный бак рабочей жидкостью до определенного уровня (переместив ручку управления).

Расход вычисляют по формуле Q =W t, где W – объем, заполненный жидкостью в мерном баке за время t.

Определение расходной характеристики золотника

Расходной характеристикой золотника называют зависимость Qз = f (xз) , где Qз – расход жидкости, протекающей через окна

золотника; xз – смещение золотника.

Давление в напорной линии с помощью вентиля В1 (см. рис. 1.2) устанавливают равным 4 МПа и затем поддерживают постоянным. Гайку 7 вращением на резьбовом участке штока подводят к корпусу гидропривода так, чтобы при перемещении ручки управления от нейтрального положения в сторону гидропривода до упора перемещение золотника составило 0,1…0,15 мм. При этом перемещении золотника определяют первую точку расходной характеристики.

Для измерения расхода открывают вентиль В3, и жидкость из канала, соединяющего золотник с правой полостью гидроцилиндра, направляется в мерный бак 1 (вентиль В2 должен быть закрыт).

11

После первого замера гайку 7 отворачивают настолько, чтобы при отведенной в сторону гидропривода (до упора) ручке управления золотник отклонился от нейтрального положения на 0,2…0,3 мм. Затем снова измеряют расход жидкости, протекающей через золотник.

В описанной последовательности определяют расходы жидкости для ряда перемещений золотника. Последнее измерение расхода жидкости, протекающей через золотник, проводят при перемещении золотника из нейтрального положения на 0,9…1,0 мм.

Во время испытаний результаты измерений заносят в таблицу (табл. 1.1). В последнем столбце этой таблицы записывают вычисленные значения расходов жидкости.

Таблица 1.1

Примечание. Здесь Wн и Wк – соответственно начальный и конечный объем, заполненный жидкостью в мерном баке.

По данным табл. 1.1 строят расходную характеристику Qз = f (xз), причем масштаб графика выбирают так, чтобы на ха-

рактеристике была заметна зона, влияющая на нечувствительность гидропривода (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Расходная характеристика золотника

12

В характеристике указывают значение перепада давления на золотнике, при котором определяли расходную характеристику. Этот перепад находят по разности показаний манометров М1 и М2.

Определение частоты автоколебаний гидропривода с подключенными к полостям гидроцилиндра дополнительными емкостями

При определенном сочетании параметров гидропривода в нем возникают автоколебания. Одним из таких параметров является собственная частота нагруженного гидроцилиндра

ключенной в одной полости гидроцилиндра (при среднем положении поршня) и в присоединенных к этой полости каналах; m – приведенная к штоку поршня гидроцилиндра масса маятника 3 (см. рис. 1.2).

Уменьшение значения ω0ц способствует возникновению авто-

колебаний, что подтверждают следующие испытания.

При закрытых вентилях В3, В4 и В5 вентилем В1 в напорной линии устанавливают давление, равное 4 МПа. После этого проверяют работу гидропривода при плавных и резких перемещениях ручки управления. Гидропривод будет работать без автоколебаний.

Уменьшения значения ω0ц, как ясно из формулы (5), можно достигнуть, увеличив объем V0 . На стенде с этой целью

предусмотрены емкости 5 (см. рис. 1.2), заполненные рабочей жидкостью. При открытии вентилей В4 и В5 эти емкости подсоединяются к полостям гидроцилиндра. Теперь после резкого перемещения ручки управления в гидроприводе будут возникать автоколебания.

Для определения частоты автоколебаний служит счетчик электрических импульсов. Эти импульсы создаются вследствие замы-

13

кания электрической цепи двумя контактами 6 (см. рис. 1.2), один из которых колеблется вместе со штоком золотника, а другой неподвижно закреплен на корпусе гидропривода. Счетчик электрических импульсов приводят в действие тумблером одновременно с пуском электросекундомера. Измерение числа импульсов проводят в течение определенного промежутка времени, после чего

где n – число колебаний, измеренное по счетчику за время t, оп-

ределяемое по секундомеру.

Измерение п и t повторяют 3 раза. Окончательное значение fа принимают как среднее арифметическое из трех полученных

результатов.

Частота автоколебаний в гидроприводе с механическим управлением практически совпадает с его собственной часто-

той, поэтому экспериментально значение (ω0ц)э можно опреде-

лить так: (ω0ц)э = 2π fа.

Расчетное значение ω0ц находят по формуле (5), причем объем V0 принимают с учетом объема дополнительной емкости, подклю-

ченной к каждой полости гидроцилиндра при эксперименте. Из-за невозможности точного учета податливости крепления гидроцилиндра к станине стенда, наличия нелинейностей в характеристиках привода, а также в связи с неизвестным содержанием нерастворенного воздуха в жидкости вместо приведенного модуля упругости гидроцилиндра Eц при расчете приходится принимать значение

модуля объемной упругости жидкости Bж. При этих условиях в

формуле m = mм(R / r)2 .

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1) замеренные при испытаниях гидропривода данные и результаты их обработки;

14

2)расходную характеристику Qз = f (xз);

3)вычисленное и измеренное значения частоты автоколебаний.

Контрольные вопросы

1.Как устроен и как работает гидропривод?

2.Какими устройствами снабжена лабораторная установка и каково назначениекаждого устройства?

5.В какой последовательности проводят испытания гидропри-

вода?

4.Чем вызвана нечувствительность гидропривода к сигналам управления?

5.От чего зависит расход жидкости, протекающей через золотник при одном и том же отклонении его от нейтрали?

6.Как влияет на собственную частоту гидропривода объем жидкости в полостях гидроцилиндра и в присоединенных к ним емкостях?

15

ляется и через плечевые дроссели направляется к соплам, частично прикрытым заслонкой, которая жестко связана с якорем электромеханического преобразователя (ЭМП).

Рис. 2.1. Схема лабораторной установки для испытания ЭГУ

При отклонении якоря ЭМП от нейтрального положения зазор между заслонкой и одним соплом уменьшается, а противоположный зазор увеличивается. Вследствие этого равенство расходов через сопла нарушается, соответственно изменяются потери давления на плечевых дросселях и возникает разность давлений, действующих на торцы золотника. Такая разность давлений, измеряемая с помощью манометров М2 и М3, создает силу, смещающую золотник до тех пор, пока она не будет уравновешена силой двух нагружающих золотник пружин и гидродинамической пружины. При смещении золотника жидкость из напорной линии поступает в одну полость гидроцилиндра, а из другой полости – в сливную линию. Для обеспечения одинаковых скоростей перемещения штока гидроцилиндра (выходного звена гидропривода) в обоих направлениях в сливной линии могут быть установлены два регулируемых дросселя.

17

При работе ЭГУ давление после входного дросселя (манометр М4) остается почти постоянным в широком диапазоне отклонений заслонки от нейтрали, если сохраняется постоянным давление питания (манометр М1). Это вызвано тем, что расход жидкости, протекающей через входной дроссель, изменяется незначительно, поскольку уменьшение расхода через одно из сопел компенсируется увеличением расхода через противоположное сопло.

Гидроцилиндр с поршнем 1 (см. рис. 2.1), размеры которого D = 55 мм, d = 22 мм, предназначен для изменения расхода жидкости, протекающей через золотник ЭГУ, и для создания гидравлической нагруженности выходных каналов усилителя. Рабочий ход поршня при испытаниях может быть измерен линейкой 2 при соответствующей установке концевых выключателей 3.

Электрический пульт управления 4 предназначен для питания обмотки подмагничивания, дополнительной обмотки и подачи командных электрических сигналов управления в обмотку управления ЭМП при повороте рукоятки потенциометра управления (ПУ). Контроль за током управления в обмотках ЭМП ведется с помощью миллиамперметров А1 и А2. Кроме того, пульт управления имеет клеммы для подсоединения электрического секундомера, концевых электровыключателей 5 и электромагнитного клапана 6.

Электромагнитный клапан 6 служит для переключения потока рабочей жидкости из сливной магистрали ЭГУ в мерный бак 5 при подаче электрического сигнала с пульта управления.

С помощью мерного бака 5 определяется суммарный расход жидкости, протекающей через оба сопла в ЭГУ.

Манометры М1 – М7 необходимы для измерения давлений при определении статических характеристик ЭГУ.

2.2.Порядок проведения испытаний

иобработка полученных результатов

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

Определение расхода утечки рабочей жидкости в отсутствие сигнала управления

Расход утечки определяется при нейтральном положении заслонки, которое она занимает в случае нулевого значения тока управления.

18

До начала испытаний необходимо убедиться в том, что рукоятка потенциометра управления находится в среднем положении, переключатели электрических сигналов к обмоткам ЭМП и переключатель «Отсчет» (см. рис. 2.1) поставлены в положение «Выключено». Вентили B1 и В2 должны быть полностью открыты, а вентили В3 и В4 – закрыты. После этого электрическую часть стенда подключают к сети питания. Вентилем В1, регулирующим расход жидкости, которая поступает из напорной линии на слив, устанавливают рабочее давление 9,8 МПа. Давление контролируют по манометру М1. Рукояткой потенциометра устанавливают нулевое значение тока управления (показания миллиамперметров А1 и А2 одинаковы). Для измерения расхода вентиль В2 закрывают и переключатель «Отсчет» переводят в положение «Включено». При этом одновременно происходит включение электросекундомера и перемещение золотника электромагнитного крана в такое положение, при котором поток жидкости из сливной полости сопел ЭГУ направляется в мерный бак 5. Переключатель «Отсчет» возвращается в положение «Выключено» после достижения уровнем жидкости указываемой преподавателем отметки на шкале мерного стекла бака.

Расход утечки Qут вычисляют по формуле Qут = W t, где W –

объем бака, заполненный жидкостью за время t.

Опыт повторяют 3 раза. Окончательное значение Qут определяют как среднее арифметическое трех измерений.

Определение расходной характеристики ЭГУ при ненагруженных выходных каналах

Расходной характеристикой ЭГУ Qз = f (iу) называется зависимость расхода жидкости Qз, протекающей через окна распределительного золотника, от тока управления iу, подводимого к ЭМП

(см. рис. 2.1). Эта зависимость определяется в отсутствие гидравлической нагрузки на выходные каналы. При проведении этого опыта вентили В3 и В4 должны быть полностью открыты. Давление в напорной линии с помощью вентиля В1 устанавливают равным 9,8 МПа (контроль осуществляют по манометру М1). Перед установкой необходимых значений токов управления iу и замерами

19

значений Qз следует определить зону нечувствительности iу.н . С

этой целью по миллиамперметрам A1 и А2 регистрируют значения токов управления ( −iу.min ) и ( +iу.max ), при которых начинается

движение штока поршня гидроцилиндра. Ток управления изменяют поворотом рукоятки потенциометра управления от среднего положения сначала по ходу часовой стрелки, а затем – против.

Испытания повторяют 3 раза.

В дальнейшем для вычисления значений Qз, соответствующих определенному значению iу, необходимо рассчитать скорость

движения штока поршня гидроцилиндра (по замеряемому с помощью электросекундомера времени t, за которое шток проходит путь L между двумя концевыми электровыключателями 3).

Тогда Qз = vпFп, где vп – ус-

штаб графика выбирают так, чтобы на характеристике была заметна зона нечувствительности гидропривода (рис. 2.2).

Примечание. Здесь I1 и I2 – токи управления в обмотках ЭМП; А1 и А2 – показания миллиамперметров А1 и А2 соответственно.

20