книги из ГПНТБ / Тарко Л.М. Переходные процессы в гидравлических механизмах
.pdfи(О, т) = — [iKv У Av s m ю " sin со,; т.
(Од
п = 1
В соответствии с этим определяем закон изменения скоро сти втекания рабочей жидкости в гидроцнлиндр при переходном
процессе, вызванном |
изменением нагрузки. |
|
||
v(0,t)=v0(l- |
|Ж„ \ |
А 0 |
s i n M " |
sin К t) . |
|
\ |
|
(On |
J |
Следует заметить, |
что выведенные |
переходные функции в |
||
безразмерном виде совпадают |
по форме с |
соответствующими |
||
переходными функциями, относящимися к переходному процес су, вызванному включением насоса постоянной производитель ности, в той их части, которая включает коэффициент Kv. Это объясняется совпадением в определенной части соответствую щих преобразованных функций для этих видов переходного про цесса при выбранных в настоящей работе безразмерных пере менных. Разумеется, указанное совпадение является формаль ным, и в размерном виде соответствующие расчетные зависимо сти существенно отличаются друг от друга. Однако отмеченное обстоятельство создает большие удобства при выводе расчетных зависимостей, а также при их использовании для проведения вычислений. Важным при этом является то обстоятельство, что в зависимостях, относящихся к различным видам переходного процесса, содержатся одинаковые безразмерные величины, ко торые подсчитываются один раз и в дальнейшем могут быть использованы многократно при расчете движения поршня, ко лебаний давления и скорости жидкости при различных видах переходного процесса.
Как было отмечено выше, колебания протекают на частотах, определяемых при помощи трансцендентного уравнения (106) и с использованием формул (110) — (116).
Для определения длительности переходного процесса, выз ванного изменением нагрузки в рассматриваемой системе гид ропривода с источником питания постоянной производительно
сти, служит |
зависимость (120). |
Это объясняется |
совпадением |
знаменателей |
рассматриваемых |
преобразованных |
функций и |
преобразованных функций, относящихся к случаю переходного процесса, вызываемого пуском источника питания постоянной
производительности. |
|
|
|
|
|
|
|
Приведем пример расчета гидросистемы с использовавшими |
|||||
ся |
выше данными: у=\8,9 t—0,616 |
(1—cos 82 /) ; р(—/, t) = |
||||
= |
83—82,7 cos 82/, /?(0, /) =83—71,8 |
cos 82/; |
u(0, 0=294 |
— |
||
—350 sin 82/. В этом |
расчете |
принято У? = 14 660 кгс. |
При |
|||
вдвое более коротком |
напорном |
трубопроводе |
получаем: |
у= |
||
160
О 0.2 О.Ч 0.6 |
0.8 |
р |
0 |
0.1 |
0,2 0,3 |
0,4 |
ju |
|
Рис. 57. Диаграмма 6Р= |
|
Рис. |
58. |
Диаграмма |
б„ = |
|||
=const |
|
|
|
|
|
=const |
|
|
= 18,9/ — 0,487(1— cos |
94/); |
/?(—/, |
/) = |
83 — 77,8 |
cos 94 /; |
|||
p(0, /) =83—74,4 cos |
94/; »(0, /) =294—195 sin 94/. |
|
|
|||||
Результаты расчета |
показывают, |
что амплитуда |
колебаний |
|||||
поршня при данном виде переходного процесса меньше для механизма с источником питания постоянной производительно сти. Для такого привода частота колебаний ниже. Амплитуда колебаний давления выше у источника питания, чем у цилин дра, что связано с подвижностью поршня. Укорочение напор ного трубопровода приводит к снижению амплитуды колебаний поршня при переходном процессе, что способствует повышению точности работы механизма.
О системах с короткими трубами. Для систем с короткими трубопроводами и, соответственно, малыми \х и f> расчет пере ходных процессов проводится проще ввиду малой величины амплитуд колебаний на обертонах. Б расчетных зависимостях часто можно ограничиться использованием лишь первого члена ряда, относящегося к основной гармонике. Будем характеризо вать степень влияния обертонов, или степень распределенности параметров системы, отношением амплитуд колебаний на пер-
.- |
„ |
с |
/1р(С0о) |
s |
вом обертоне |
и основной |
гармонике |
ор = —-—— |
и о„ = |
|
|
|
Ар{щ) |
|
161
= |
ц "и ю |
. На рис. 57 и 58 представлены |
диаграммы |
в координа |
|||||
тах \х и |
т>, на которых показаны |
кривые с |
постоянными вели |
||||||
чинами |
б р |
и би, равными 0,2; 0,1; 0,05. |
Графики |
показывают, |
|||||
что б р и би |
уменьшаются с уменьшением |
р, и |
Кривые 6р = |
0,05 |
|||||
и |
б„ = 0,05 ограничивают область, |
в |
которой |
с достаточной |
для |
||||
технических |
расчетов точностью |
до |
5% |
можно |
пренебрегать |
||||
обертонами и ограничиваться в расчетах учетом первого члена ряда в соответствующих формулах. Такие гидросистемы с ко роткими трубопроводами близки к системам с сосредоточенны ми параметрами и к ним применима изложенная в книге мето дика расчета. Упрощение расчета достигается применением приближенных формул для определения величин coi, исключаю щих необходимость трудоемкого решения трансцендентных уравнении
|
|
|
Л И Т Е Р А Т У Р А |
|
|
|
|
1. |
А н а н ь е в |
И. В., Т и м о ф е е в |
П. Г. Колебания |
упругих систем в |
|||
авиационных конструкциях и их демпфирование. М., |
«Машиностроение», |
||||||
1965, 527 с. |
|
|
|
|
|
|
|
2. |
А р о н о в и ч |
Г. В., К а р т в е л п ш в и л и Н. А., |
Л ю б и м ц е в |
Н. К. |
|||
Гидравлический |
удар и уравнительные |
резервуары. М., |
«Наука», 1968. |
|
|||
3. |
Б а р а н о в |
В. Н., З а х а р о в |
Ю. Е. Электрогндравлнческпе и |
гид |
|||
равлические вибрационные механизмы. М., «Машиностроение», |
1966, 244 с. |
||||||
4. |
Б а ш т а |
Т. М. Машиностроительная гидравлика. М., |
Машгиз, |
1963, |
|||
696 с. |
|
|
|
|
|
|
|
5. |
Б а ш т а |
Т. М. Гидравлические |
приводы летательных |
аппаратов, М., |
|||
«Машиностроение», |
1967, 496 с. |
|
|
|
|
||
6. Б а ш т а Т. М., |
З а н ч е н к о |
I I . 3., Е р м а к о в |
в и ч Е. М. Объемные |
гидравлические |
приводы. М., |
1969, 627 с. |
|
|
В. В., X а и м о- «Машиностроение»,
7. В е л и к |
Н. П. К расчету собственных частот колебаний в сложных |
трубопроводах. |
«Известия вузов. Авиационная техника», 1965, N° 2, с. 3—8. |
8. Б е л п к |
Н. П. К расчету волновых процессов в сложных трубопрово |
дах при периодическом изменении расхода. «Известия вузов. Авиационная
техника». 1965, № 3, с. 3—11. |
|
|
|
|
|
|
|||
9. Б о ч а р о в |
10. А., П р о к о ф ь е в В. |
Н. |
Гидропривод |
кузнечно- |
|||||
прессовых машин М., «Высшая школа», |
1969, 273 с. |
|
|
|
|||||
10. Б р о и Л. С , |
Т а р т а к о в с к и й Ж- Э. Гидравлический |
привод |
аг |
||||||
регатных |
станков |
и |
автоматических |
линий. |
М., |
«Машиностроение», |
1967, |
||
356 с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11. |
Г а м ы н н н |
Н. С. Основы |
следящего |
гидравлического |
привода. М., |
||||
Оборонгиз, 1962. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12. |
Г а н и ч е в |
А. И. Определение |
собственных частот колебаний |
сжи |
|||||
маемой жидкости в сложном трубопроводе. «Известия вузов. Машинострое ние», 1966, № 10, с. 73—77.
13. Г е л ь м а н А. С , М о р о з о в а Н. И., Ф р о л о в К- В., Ф у р м а н Ф. А. Нестационарные колебания гидравлических линий. «Машиноведение»,
1967, № |
1, с. 79—85. |
14. |
Г е р ц Е. В., Л е в и т с к и н Н. И., Ц у х а н о в а Е. А. Теория пнев |
матических и гидравлических механизмов машин-автоматов. Сб. Института
машиновеедння. «Теория машин и механизмов». Вып. 107—108, «Наука» |
1965, |
с. 54—59. |
|
15. Е р м а к о в В. В. Гидравлический привод металлорежущих станков. |
|
М., Машгиз, 1963, 324 с. |
|
16. Ж у к о в с к и й Н. Е. О гидравлическом ударе в водопроводных |
тру |
бах. Полное собр. соч. Т. V I I , М., ОНТИ, 1937, 412 с. |
|
163
17. |
3 а и ч е н к о I I . 3. Автоколебания |
в гидропередачах |
металлорежущих |
|||
станков. М., Машгиз, 1958, 220 с. |
|
|
|
|
||
18. |
З а х а р о в 10. |
Е. О волновом |
уравнении для гидравлических меха |
|||
низмов. Сб. «Гидроавтоматпка». «Наука», |
1965. |
|
|
|||
19. |
З а р е В. В., П у т н ы п ь Я- |
А. |
Гидравлический |
и |
электрический |
|
приводы |
металлорежущих станков. Рига, |
изд. «Лпесма», |
1965, 144 с. |
|||
20. |
К о л е с н и к о в |
К. С. Вынужденные колебания |
потока идеальной |
|||
сжимаемой жидкости в однородной прямой трубе. «Известия АН СССР. Ме
ханика н машиностроение», |
1963, № 4, с. 14—21. |
21. К о р о б о ч к и н Б. |
Л., К о м и т о в е к и М. Д. О передаточных |
функциях трубопроводов гидросистем в сосредоточенных и распределенных
параметрах. «Машиноведение», 1968, № 4, |
с. 37—44. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
22. |
К р а с с о в |
И. М. Гидравлические |
элементы систем |
автоматического |
|||||||||||||||
регулирования. М., Машгиз, |
1963, |
164 с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
23. |
К р ы л о в |
А. Н. О |
некоторых |
дифференциальных |
уравнениях |
мате |
|||||||||||||
матической физики. М., Гостехиздат, 1950. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
24. |
Л е щ е н к о |
В. А. Гидравлические |
следящие'приводы |
для |
автомати |
||||||||||||||
зации станков. М., Машгиз, |
1962, 36S с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
25. |
Л у р ь е А. I I . Операционное |
исчисление |
и его приложения |
к задачам |
|||||||||||||||
механики. М., Гостехиздат, |
1951, 432 с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
26. |
Л ь ю и с |
Э, |
С т е р н |
X. |
Гидравлические |
системы |
управления. М., |
||||||||||||
«Мир», |
1966, 408 с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27. |
Н е м н р о в с к и н |
И. А. Графо-аналитический |
метод |
расчета |
гидро |
||||||||||||||
приводов. М., «Машиностроение», |
1968. 144 с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
28. |
П а с ы н к о в |
Р. М., Г а й ц г о р и |
М. М. |
Расчет |
|
гпдрообъемпых |
|||||||||||||
трансмиссии с учетом динамических нагрузок. |
|
«Вестник |
машиностроения», |
||||||||||||||||
1967, № 10, с. 48—50. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
29. |
П о п о в |
Д. Н. Обобщенное |
уравнение |
для |
определения |
касательных |
|||||||||||||
напряжений на стенке трубы при неустановившемся движении |
вязкой |
жидко |
|||||||||||||||||
сти. «Известия вузов. Машиностроение», |
1967, № 5. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
30. |
П о п о в |
Д. Н. О |
потерях напора |
в трубопроводах |
при |
неустановив |
|||||||||||||
шемся |
движении |
жидкости. «Вестник |
машиностроения», |
1969, № |
6, с. 19—20. |
||||||||||||||
31. |
П р о к о ф ь е в |
В. И., Ф у р м а н |
Ф. А., |
Г е л ь м а н |
А. С. Динами |
||||||||||||||
ческие |
характеристики |
системы, |
составленной |
из |
двух емкостей, |
соединен |
|||||||||||||
ных трубопроводами. Труды |
VI I семинара |
по гндропиевматике. М., «Наука», |
|||||||||||||||||
1965. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32. |
П р о к о ф ь е в |
В. Н. Расчет |
вынужденных |
колебаний |
гидропривода. |
||||||||||||||
«Вестник машиностроения», 1967, № 12, с. 11 —17. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
33. |
Р ж е в к и и |
С. Н. Курс |
лекции |
по теории |
звука. М., |
Изд. |
МГУ, |
||||||||||||
1960. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
34. |
Р о з а н о в |
Б. В. Гидравлические |
прессы. М., |
Машгиз, |
1959, |
428 с. |
|||||||||||||
35. Т а р к о Л. М. Об учете динамических погрешностей при регистрации переменного давления. «Известия АН СССР, ОТН». 1958, № 8, с. 71—72.
36. Т а р к о Л. |
М. Волновые процессы в трубопроводах гидромеханиз |
|
мов. М., Машгиз, |
1963, |
184 с. |
37. Т а р к о Л. М. Расчет объемной гидропередачи. «Механизация и ав |
||
томатизация производства», |
1965, № 5, с. 24—26. |
|
38. Т а р к о Л. М. Переходный процесс при изменении нагрузки гидрав лического механизма. «Машиноведение», 1967, № 2, с. 27—32.
39. Т а р к о Л. М. Частоты собственных колебании системы измерения давления. «Приборы и системы управления», 1967, № 12, с. 22—23.
40. Т а р к о Л. М. Номограммы частот собственных колебаний гидропе редач. «Вестник машиностроения», 1969, № 6, с. 20—21.
164
41. |
Т р и ф о н о в |
О. Н. К расчету гидравлических |
вибраторов. |
«Известия |
|||||
вузов. Машиностроение», |
1959, № 9, с. 155—168. |
|
|
|
|
||||
42. |
Т у м а р к и и |
М. Б. Гидравлические следящие приводы. М., «Маши |
|||||||
ностроение», 1966, |
296 |
с. |
|
|
|
|
|
||
43. |
X a ii м о в ич |
Е. |
М. Гидроприводы |
и |
гидроавтоматам |
станков. |
|||
Изд. 2-е. Киев, Машгнз, |
1959, 556 с. |
|
|
|
|
|
|||
44. |
Х о х л о в |
В. А. Электрогидравлический |
следящий |
привод, |
«Наука», |
||||
1964. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45. |
Ц у х а н о в а |
Е. А. Об уравнениях |
движения |
гидроприводов с уче |
|||||
том сжимаемости |
рабочей среды. «Машиноведение», |
1966, |
№ 6, с. 24—30. |
||||||
46. Ч а р и ы й И. А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах. М., Гостехпздат, 1951, 211 с.
О Г Л А В Л Е Н И Е
Введение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Основные |
обозначения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Г л а в а |
I . Переходные |
процессы |
при |
открытии |
органа |
|
управления |
|||||||||||||||
Динамика |
системы |
общего |
вида |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Переходный процесс при расположении органа управления у |
||||||||||||||||||||||
|
источника питания и сливного резервуара |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Пуск |
гидравлического |
механизма |
|
с расположением |
органа |
|||||||||||||||||
|
управления |
у |
источника |
|
питания |
при |
|
постоянном |
дав |
|||||||||||||
|
лении |
в |
сливной |
линии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Изменение давления в гидросистеме после открытия |
органа |
||||||||||||||||||||
|
управления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Гидравлическая |
система |
с |
расположением |
органа |
управления |
|||||||||||||||||
|
у источника питания постоянного давления и сливного ре |
|||||||||||||||||||||
|
зервуара |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Исследование |
переходного |
процесса |
при |
расположении |
|
органа |
||||||||||||||||
|
управления |
у |
гидравлического |
цилиндра |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Динамика |
гидромеханизма |
с |
расположением |
органа |
управле |
|||||||||||||||||
|
ния |
у |
силового цилиндра |
при постоянном |
давлении |
в |
слив- |
|||||||||||||||
|
нон |
магистрали |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Анализ |
динамики |
гидравлического |
механизма |
с |
источником |
|||||||||||||||||
|
питания |
постоянного |
давления |
при |
расположении |
|
органа |
|||||||||||||||
|
управления |
у |
гндроцилнндра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Г л а в а |
I I . Переходные |
процессы |
при |
пуске объемной |
гидропередачи |
|||||||||||||||||
Пуск гидропередачи с насосом постоянной |
производительности |
|||||||||||||||||||||
|
Частоты собственных колебаний гидравлической системы с ис |
|||||||||||||||||||||
|
точником |
питания |
постоянной |
производительности |
|
|
||||||||||||||||
Г л а в а |
I I I . Переходные |
процессы |
при |
закрытии |
органа |
управления |
||||||||||||||||
Общие |
динамические |
соотношения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Перекрытие напорной |
линии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Остановка гидравлического механизма с постоянным |
|
давле |
|||||||||||||||||||
|
нием |
|
в |
сливной |
линии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. . |
||||
Г л а в а |
I V . Переходные |
процессы |
при |
перекрытии |
напорной |
и |
сливной |
|||||||||||||||
|
линий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Основные |
динамические |
зависимости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Переходный процесс при одинаковых размерах напорной и
сливной |
линий |
132 |
|
Г л а в а V. |
Переходные процессы при изменении нагрузки |
гидравли |
|
|
ческого |
механизма |
|
Основные динамические зависимости |
143 |
||
Изменение нагрузки гидропривода с источником питания посто |
|||
янного давления |
144 |
||
Переходный |
процесс в гидропередаче с постоянным |
давлением |
|
в |
сливной |
линии |
145 |
Переходный процесс в гидроприводе с источником питания постоянного давления при учете динамических явлений в
сливной магистрали |
152 |
Переходный процесс при изменении нагрузки |
гидравлического |
механизма с источником питания постоянной производитель |
|
ности |
157 |
Литература |
163 |
Л е о н и д М и х а й л о в и ч Т а р к о |
|
|
|
|
|
||||||
П Е Р Е Х О Д Н Ы Е П Р О Ц Е С С Ы , |
|
|
|
|
|||||||
В Г И Д Р А В Л И Ч Е С К И Х М Е Х А Н И З М А Х |
|
|
|
||||||||
Р е д а к т о р |
и з д а т е л ь с т в а |
// . Я. |
Доброхотова |
|
|
||||||
Х у д о ж н и к |
£ . |
С. |
Пермяков |
|
|
|
|
|
|||
Т е х н и ч е с к и й р е д а к т о р |
Ф. П. |
Мельниченко |
|
|
|||||||
К о р р е к т о р Н. II. |
Шарунина |
|
|
|
|
|
|||||
С д а н о |
в |
н а б о р 28/V—1973 |
г. |
П о д п и с а н о |
к |
печати |
|||||
11/Х1 —1973 г. T-159J6 Ф о р м а т |
бОХЭО'/ю. Б у м а г а |
№ 2 |
|||||||||
П е ч . |
л . |
10.5 Уч . - изд . |
л . |
9,6. Т и р а ж |
7.000 |
э к з . |
|||||
З а к а з |
ЛЬ |
1093. |
Ц е н а 49 коп. |
|
|
|
|
|
|||
И з д а т е л ь с т в о « М а ш и н о с т р о е н и е » |
|
|
|
|
|||||||
107885. Л1осква, |
Б-78, 1-il |
Б а с м а н н ы й |
пер . |
3. |
|
||||||
М о с к о в с к а я т и п о г р а ф и я N° 32 |
|
|
|
|
|
||||||
« С о ю з п о л н г р а ф п р о м а » |
при |
Г о с у д а р с т в е н н о м |
|
||||||||
к о м и т е т е С о в е т а М и н и с т р о в С С С Р по д е л а м |
|
||||||||||
и з д а т е л ь с т в , п о л и г р а ф и и и к н и ж н о й т о р г о в л и . |
|
||||||||||
М о с к в а , К-51, |
Ц в е т н о й |
б у л ь в а р , д . |
26. |
|
|
|
|||||
