Гидропневмоавтоматика и гидропривод мобильных машин. Средства гидропневмоавтоматики

янное отклонение регулируемой величины.Дифференциальные регуляторы (Д-регулято- ры) обычно вкодят в состав пропорционально-дифференциальньк регуляторов (ПД-ре- гуляторов) или являются частью пропорционально-интегрально-дифференциальных ре­ гуляторов (ПИД-регуляторов).

Закон регулирования и передаточная функция Wuj](S) ПД-регулятора описывается уравнениями;

Скачкообразное изменение регулируемого сигнала вызывает в начальный момент времени мгновенное большое воздействие на регулирующий орган,после чего под дей­ ствием пропорциональной части регулятора это воздействие уменьшается,а затем всту­ пает в работу интегральная часть.

В регуляторы с дифференциальной частью включаются дифференцирующие звенья (рис.6.5 и 6.10,6).Например,для получения ПИД-регулятора на элементахУСЭППА не­ обходимо дополнительно в схему (рис. 6.13) включить на входе сумматора 1 в цепь 5 дифференциатор,изображенный на рис.6.10,6.

Все рассмотренные регуляторы могут строится на мембранных, сильфонных или струйных элементах.

6.3. Множительно-делительные устройства и приборы для из­ влечения квадратного корня

Схема одного из пневматических множительно-делительных устройств (МДУ) при­ ведена на рис.6.14,а.Два управляемых сопротивления и rj типа сопло-заслонка пере­ крываются одной заслонкой 7,жестко связанной с жесткими центрами малых мембран 3,10 и большой мембраны 9. Полости 1 и 5 сообщаются с атмосферой,в которой давле­ ние р,=0. Оценка входных и выходных величин мембранных устройств оценивается дав­

В процессе работы МДУ необходимо соблюдать неравенство />j^;,HHa4 e произойдет полное закрытие сопла.Давление р ,^ на выходе прибора всегда меньше Р2-

Если п р и н ятьр авн ы м одной технической атмосфере (р2—1 атм. =consf),io выра­ жение (6.55) примет вид:

Рвых - Р \ ! Р ъ -

Таким образом МДУ в этом случае осуществляет операцию деления. При Р}=1 вы­ полняется операция умножения:

Р ш х = P ^ P l

а при Рз=1 атм. и P2—P1 МДУ работает как квадратор:

Р.МЛ = P iP i

Если выход МДУ (рис.6.14,а) соединить через повторитель 1 (рис.6.14,5) с пневма­ тическим сопротивлением rj и п р и н я т ь атм.,то рз=р,ых и выражение (6.55) будет иметь вид:

Таким образом получена схема (рис.6.14,6) прибора для извлечения квадратного

На рис.6.15. показана схема прибора для извлечения квадратного корня, содержащего сумматор 1,турбулентное 2 и ламинарное 3 сопротивления и пневмоповторитель 4.

•'I

f=const,TO при любых частотах/^ коэффициент С=/,следовательно:

ргвы.\ = ^ .

Ру

МДУ на пульсирующих сопротивлениях реализуют те же операции,что и аналогич­ ные устройства,выполненные с управляемыми сопротивлениями типа сопло-заслонка (см.раздел 6.3).Такие МДУ могут быть реализованы и другими схемами.

Глава 7.

Элемешы и устройства струтЬюй техники

7.1. Преимущества и недостатки струйной техники

Надежность применяемых в настоящее время струйных элементов и приборов выше, чем других элементов автоматики. Она определяется правильностью выбора геометрии, качеством изготовления струйных элементов и тщательностью очистки воздуха от меха­ нических примесей. Особенно выгодно отличаются по надежности струйные элементы, работающие в условиях агрессивного воздействия окружающей среды.

Долговечность струйных элементов и систем управления определяется подбором со­ ответствующего материала. Струйные элементы могут изготавливаться из металла или порошковых материалов, в этом случае долговечность их становится практически нео­ граниченной.

Преимуществом струйных систем управления является их низкая стоимость, просто­ та их настройки и небольшие затраты при эксплуатации,полная безопасность работы с ними, отсутствие опасности аварийного выхода из строя дорогостоящих узлов и блоков.

Элементы пневмоники могут работать в помешенияхс повышенной запыленностью, влажностью,а при соответствующем выборе материала в кислотной и щелочной средах. Струйным элементам и приборам свойственна стойкость к температуржшш воздействи­ ям.Созданы струйные элементы,работающие при температуре до 2000°С. При правиль­ ном выборе материала и принятии мер против выпадения конденсата и обледенения каналов обеспечивается работоспособность струйных устройств при низких температу­ рах до -50°С и ниже. Струйные элементы и устройства хорошо переносят вибрацию. Стойкость к воздействию электрических и магнитных полей определяется самой приро­ дой рабочей среды (воздуха). Стойкость к радиационному воздействию позволяет ис­ пользовать пневмонику в зонах высокой радиоактивности, где остальные элементы во­ обще не способны функционировать. Быстродействие струйных элементов уже сейчас в десятки раз выше электромеханических элементов (реле) и в сотни раз выше быстро­ действия пневматических элементов с механическими подвижными частями. Однако, скорость передачи сигналов ограничена скоростью распространения звука в воздухе. Поэтому пневмоника не может конкурировать с электроникой,в тех случаях,когда тре­ буется за короткий промежуток времени обработать много информации. Но в системах управления различными технологическими операциями, системах контроля некоторых производственных процессов и т.д., где особое значение приобретает высокая надеж­

налов В, и 5^.Струя из канала управления отклоняет питающую струю,при этом давле­ ние в канале В, уменьшается.а в канале Д, растет.Для увеличения крутизны характери­ стики выходной канал В2 может соединяи.ся каналом положительной обратной связи (ПОС) с дополнительным каналом управления У^.

Рассмотренный усилитель является комбинацией двта простейших (с одним выхо­ дом) усилителей первого и второго типа. У усилителя первого типа приёмный капал расположен на оси потока.вытекающего из канала питания.У усилителей второго типа приемный канал смещен от оси потока, вытекавошего из канала питания. В усилителе первого типа увеличение давления р у приводит к уменьшению давления pg и расхода Qb (инверсия входного сигнала) в приё.чнюм канале,а н усилителе второго типа увели­ чение давления Ру приводит к увеличению давления рв н расхода Qg.

Обычно выбирается соотношение Р(/Ру=5: при этом pg=(0,6...0,8)pg и коэффици­ ент усиления по давлению K=pg/py=3..4

Основные параметры,характеризующие струйные пневматические усилители анало­

лость взаимодействия соединяется с атмосферой. При снятии упраатяюшего сигнала в канале У; струя питания возвращается в левый выходной канал. Моностабильные эле­ менты называются реле.

Струйный триггер со счетным выходом (рис.7.4) основан на использовании присте­ ночных течений и эффекте Коанда.Если струя питания, выходящая из канала 5,nonaia в выходной канал Кто вследствие появления области малого давления между струей и стенкой образуется подсос воздуха из канала З.В кольцеобразном канале 3 устанавли-

РВ1

РВ2

Рис. 7.4. Струйный триггер со счетным РУ выходом: а,6,в,г,д - схемы различных

состояний элемента при его работе: е - циклограмма работы.

вается циркуляционное течение,на­ правленное по часовой стрелке. При появлении первого счетного сигна­ ла в канапе 4. выходящая из этого канала струя, отклоняется циркуля­ ционным течением влево. Под влия­ нием результирующего воздействия циркуляционного течения и управ­ ляющей струи в канале 3 струя пи­

Рис. 7.5.

тания перебрасывается в канал 2 и

Струйный элемент, имеющий профиль крыла: а -

прилипает к его стенке. При этом

схема элемента; б - статическая

образуется область малого давления

характеристика.

между струей питания и стенкой, в результате чего меняется направление циркуляци­ онного течения в канале 3.Появление второго счетного сигнала в канале 4 вызовет пе­ реброс струи питания и появление выходного сигнала в канале 1 .

Таким образом, при последовательной подаче сигналов по управляющему каналу 4 выходит сигналы в канале 1 появляются через раз.Элементом выполняется функция де­ ления частоты выходных сигналов на два,т.е.функция триггера со счетным выходом.