Гидравлические и пневматические системы / Лекции / Доп-материал / УТС пневматич усилит2

равен нулю, а давление в камере 4 равно давлению в магистра­ли (Р₂ = Р₁)-

Если заслонка отведена далеко, то давление в междроссель­ной камере 4 мало. При промежуточных положениях заслонки рас­ход воздуха может меняться от нуля до максимального, а давле­ние Р₂ — от максимального до минимального. Камера 4 соединена с мембранным исполнительным механизмом. Давление Р₂ в над-мембранной камере уравновешивается пружиной 6. Предполо­жим, что усилие f вызвало перемещение заслонки влево на рас­стояние /г, выходное отверстие сопла прикрылось, расход воздуха уменьшился, давление Р₂ возросло. Увеличение давления в под-мебранной камере вызовет перемещение мембраны 5 вниз, а вместе с ней опустится и шток 7 на величину Н. Расстояние Н может быть намного больше, чем h, а усилие f, необходимое для перемещения заслонки на расстояние h, намного меньше, чем усилие F, раз­виваемое на штоке 7. Поэтому подобные устройства являются усилителями.

Область применения устройств пневмоавтоматики постоянно расширяется. Разработана универсальная система элементов про­мышленной пневмоавтоматики УСЭППА. Система включает у себя логические элементы, усилители, исполнительные механизмы. Создана и успешно эксплуатируется вычислительная машина на пневмоэлементах. В ряде случаев применение пневматических вычислительных устройств значительно целесообразнее приме­нения электрических устройств.

Гидравлические усилители

Особенность гидравлических регуляторов заключается в том, что жидкость (обычно трансформаторное масло), используемая в качестве рабочего агента, практически несжимаема. Это позво­ляет получить большие усилия в гидродвигателях, исключить запаздывание в отработке управляющего сигнала.

Для изменения расхода рабочего агента и понижения его давления применяют дроссели. Схемы гидравлических дросселей не отличаются от рассмотренных выше пневматических (см. рис. 69).

Наиболее часто применяют пневматические усилители типов, названия которым даны по наименованию элементов кон-' струкции: со струйной трубкой; с золотником; с соплом и заслон­кой.

Схема усилителя со струйной трубкой представлена на рис. 71. Рабочий агент под давлением Р = 600 - 800 кН/м² посту-' пает в трубку 2, выходит из нее со скоростью 30—40 м/с и попадает в два приемных сопла 3, расположенных под углом друг к другу. Давление Р преобразуется в кинетическую энергию струи жид­кости, вытекающей из трубки. В приемных соплах эта энергия вновь преобразуется в давление Р₁ и Р₂. При отсутствии смеща-

78

Рис. 71. Гидравлический усилитель со струйной трубкой

Рис. 72. Гидравлический золотниковый уси­литель

ющего усилия f трубка занимает среднее поло­жение относительно сопл и Р₁ = Р₂. При пе­ремещении трубки давление в одном из сопл возрастает, а в другом понижается. Если к соп­лам подключить поршневой исполнительный механизм, то небольшие отклонения трубки (±0,4—0,6 мм) вызовут большие (до 300 мм) отклонения штока 4. Натяжением пружины 1 можно установить величину управляющего уси­лия f, при котором струйная трубка занимает среднее положение, а поршень 5 исполнитель­ного двигателя неподвижен. При увеличении или уменьшении усилия f поршень 5 перемещается влево или вправо. При истечении струи в воздухе есть опасность его проникно­вения через сопла в гидросистему, поэтому часто струйную трубку помещают в масло. Внутреннее пространство корпуса усилителя соединено со сливной линией, откуда масло попадает в маслона-сос и вновь в напорную магистраль.

Конструкции золотниковых усилителей очень разнообразны. Они различаются и по диаметру гильзы, и по форме плунжера. Схема простейшего золотникового усилителя дана на рис. 72. Шток 3 вместе с буртиками 2 образуют плунжер золотника. От маслонасоса масло подается во внутреннюю полость гильзы / под давлением Р. С исполнительным механизмом усилитель соеди­нен маслопроводом. За нейтральное положение плунжера золот­ника принимается такое, когда буртики перекрывают окна в гильзе. Перемещаясь под действием управляющего усилия /, бур­тики смещаются с нейтрального положения, открывая окна в гильзе. Масло через одно из окон устремится к исполнительному механизму, и он придет в движение. Через отверстие в гильзе масло поступает в сливную магистраль.

Для надежной работы золотника требуется большая точность его изготовления. Зазор между буртиком и гильзой не должен превышать нескольких микрометров. В системах автоматики при­меняют золотники с диаметром буртика от 2 до 12 мм. Ход плун­жера золотника составляет 0,3— 1,0 мм. Материалы, из которых изготовляют плунжер и гильзу, подбирают по наименьшему тре­нию, минимальному истиранию и коэффициенту теплового расши­рения (он должен быть одина­ковым).

79