5.1. О сновные требования к приводам,

классификация приводов

Приводом называется устройство, состоящее из двигателя, ме­ ханизма передачи движения к объекту и аппаратуры управления приводом.

Вкачестве двигателя, в зависимости от схемы и принципа ра­ боты, могут быть использованы: электродвигатели постоянного и переменного тока, гидропневмодвигатели с возвратно-поступатель­ ным движением штока (гидропневмоцилиндры), с возвратно-пово­ ротным движением вала (моментные гидропневмоцилиндры) и неог­ раниченным вращательным движением вала (гидропневмомоторы).

Вмеханизмах передачи движения к объекту также использу­ ются самые разнообразные передаточные устройства: рьиажные и зубчатые передачи; шестеренчатые, червячные и волновые редук­ торы; передачи реечные, «винт-гайка» и др.

Аппаратура управления приводом может представлять собой самую разнообразную группу устройств: от простейших элементов до сложных систем (регуляторов) управления приводом.

5.1.1.Основные требования к приводам

Взависимости от назначения условий эксплуатации орудий к приводам наведения и стабилизации предъявляются следующие основные требования:

1.Обеспечение требуемых скоростей и ускорений наведения с учетом заданного времени и диапазона изменения скоростей. Ми­ нимальная скорость наведения выбирается из условия обеспечения возможности точной наводки (comin ~ 0,07...0,15 град/сек). Макси­ мальная скорость должна обеспечивать возможность быстрого пе­ реноса огня с одной цели на другую с учетом движения цели. Например, для сухопутных САО скорость вертикального наведе­

ния сотах ~ 5...8 град/сек, а для горизонтального наведения сотах ~ ~ 25...30 град/сек.

Диапазон регулирования, часто называемый кратностью регу­ лирования, d = cOmax/^min для приводов вертикального наведения со­ ставляет более 50... 150, а для горизонтального наведения - более

200...500.

2.Устойчивость рабочих характеристик при резких колебаниях температуры окружающей среды, условиях высокой влажности и за­ пыленности, вибрации и ударных нагрузок от внешних воздействий.

3.Простота и надежность систем управления приводом, удоб­ ство и легкость управления с учетом естественных реакций навод­

чика. Рукоятки управления должны располагаться удобно. Усилия на рукоятках рекомендуется в пределах 10...30 Н.

4. Привод наведения и стабилизации должен обеспечивать плавное и устойчивое регулирование скорости, особенно в диапа­ зоне малых скоростей (до 2...3 град/сек). Ступенчатое регулирова­ ние допустимо только при переходе к максимальной скорости наведения в режимах грубой наводки и переброски. Это требова­ ние могут обеспечить только автоматизированные следящие при­ воды с предварительным усилением сигнала управления, имеющие корректирующие устройства и обратные связи. Управление приво­ дом должно также исключать случайную сбиваемость при наводке

истабилизации.

5.Обеспечение точности регулирования достигается за счет соответствующих общих коэффициентов передачи и назначения числа интегрирующих звеньев (не менее одного-двух).

6.Динамические показатели приводов, работающих, как пра­ вило, в переходных режимах (разгон, торможение), обеспечивают­ ся оптимальным демпфированием с быстрозатухающим колеба­ тельным процессом. Время разгона должно быть менее 1,5...2 с, время торможения до полной остановки - до 0,5 с.

7.Достаточная мощность привода. Занижение мощности ухуд­ шает тактико-технические характеристики системы и снижение надежности управления. Превышение мощности приводит к неэко­ номическому использованию потребляемой энергии и к увеличе­ нию габаритов и массы привода. Работоспособность привода при использовании как от централизованных, так и от автономных ис­ точников энергии.

8.Наличие блокировочных и дублирующих систем, предохра­

няющих от поломок отдельных устройств привода и повышающих безопасность работы экипажа (расчета).

9.Высокая надежность привода при всех режимах его работы.

10.Простота устройства, монтажа и демонтажа, эксплуатации

иремонта привода.

11.Технологичность и дешевизна изготовления, сборки и от­

ладки всех элементов привода; недефицитность используемых ма­ териалов.

5.1.2. Классификация силовых приводов

Несмотря на большое разнообразие используемых приводов, в целом их можно классифицировать по следующим основным признакам.

По виду используемой энергии различают механические, элек­ трические, гидравлические, пневматические и смешанные приводы.

Вид энергии, используемой в приводе, определяет наличие и вид связи, между элементами привода.

По способу управления двигателем различают неавтоматизи­ рованные и автоматизированные приводы.

В неавтоматизированных приводах все операции по управле­ нию двигателем совершаются оператором (наводчиком) при помо­ щи простейших устройств (рубильников, контроллеров, потенцио­ метров, рукояток управления и т. д.).

В автоматизированных приводах, управление производится с помощью специальной аппаратуры. Оператор подает лишь ко­ мандные сигналы, а все остальные операции управления произво­ дятся автоматически при помощи систем управления. Особой раз­ новидностью автоматизированных, приводов являются следящие приводы, которые предназначены для воспроизведения отрабаты­ ваемого параметра по произвольному или заданному закону. При этом отрабатываемая величина задается специальным (маломощ­ ным) задающим устройством в форме перемещения управляющего элемента, напряжения электрического тока и т. д., и отрабатывает­ ся она в виде механических перемещений объектов управления, например, орудий, пусковых установок, радиолокаторов и т. д.

По способу передачи и преобразования сигналов управления различают приводы непрерывного действия и дискретного дей­ ствия. В приводах непрерывного действия сигналы управления пе­ редаются и преобразуются непрерывными функциями времени, в приводах дискретного действия - в определенные дискретные моменты времени (релейные, импульсные и цифровые приводы);

По мощности приводы можно разделить условно на три группы: а) приводы малой мощности двигателя (до 100 Вт). Эти приво­ ды применяются в приборах управления огнем, счетно-решающих

устройствах и т. д.; б) приводы средней мощности (до 1 кВт). Это приводы наведе­

ния антенн радиолокаторов, систем стабилизации приборов наблю­ дения, прицелов, легких пусковых установок и орудий и т. д.;

в) силовые приводы мощностью свыше 1 кВт. К этой группе относятся приводы наведения орудий, пусковых установок, ору­ дийных башен, систем стабилизации вооружения и т. д.

По числу управляющих величин различают одноканальные и многоканальные приводы. В одноканальном приводе управление производится одной управляющей величиной, в многоканальном - несколькими управляющими величинами.

По реакции на изменение внешних условий различают неприспосабливающиеся и приспосабливающиеся (адаптирующиеся) приводы. В адаптирующихся приводах зависимости от внешних условий, происходит контролируемое изменение рабочих характе­ ристик и свойств привода.

По количеству каскадов усиления приводы разделяют на одно­ каскадные и многокаскадные. В однокаскадном приводе командное устройство непосредственно управляет двигателем привода, в мно­ гокаскадном используется несколько усилителей.

В настоящее время наибольшее применение получили электромашинные и электрогидравлические приводы (с возможностью ручного управления). В связи с этим целесообразно провести срав­ нительный анализ этих типов приводов.

Электромашинный привод имеет высокую надежность в экс­ плуатации, прост и экономичен в производстве, устойчиво работа­ ет при резких колебаниях температуры окружающей среды, вы­ держивает значительные перегрузки и обеспечивает широкий диа­ пазон плавного регулирования скорости, а также удобный и простой с точки зрения ремонта.

Недостатками электромашинных приводов являются: значи­ тельный вес на единицу мощности, необходимость использования редуктора с большим передаточным числом, большая инерцион­ ность в переходных процессах (разгон, торможение, реверс), не­ устойчивость малых наводочных скоростей и низкий КПД (осо­ бенно на малых скоростях).

Электрогидравлический привод при этом обладает рядом пре­ имуществ. Он имеет значительно меньший вес на единицу мощно­ сти, обеспечивает устойчивость малых скоростей и плавность наводки, развивает большие мощности на выходе гидродвигателя, что позволяет исключить редуктор. Габариты и вес привода неве­ лики, а КПД относительно высок. Преимуществом этого привода является также его малая инерционность вследствие (практически) несжимаемости жидкости, позволяющая осуществлять передачу усилий почти мгновенно. Отсюда выше быстродействие и точность регулирования.

Недостатками электрогидравлического привода являются: по­ вышенная чувствительность привода к изменениям температуры окружающей среды, необходимость высокой точности изготовле­ ния и сборки отдельных элементов и устройств, применение дефи­ цитных и дорогостоящих материалов и качественных уплотнений.