6.Расчет жесткости установочной пружины.
Рис.9
Исходные данные:
=0,12м;
=1000
кг/м3;
=0,11м;
=0,14м;
=8800
кг/м3
= 3,0
м;
=2,0
м;
=1,5
м;
=0,9мм
=0,075м;
=0,05м;
=0,1м;
=0,1м;
=0,075м;
=0,6м;
=0,3м
=0,005м;
;
Возьмем среднюю точку статистической характеристики, которой соответствуют:
Расположение
рычагов
горизонтальное (
в статике расположен горизонтально
всегда).
Определим растяжение пружины обратной связи z:
Зададимся
величиной рычага
м
и величиной растяжения установочной
пружины (для горизонтального расположения
рычага
):
=
0,04
м.
Жесткость установочной пружины определим из уравнения моментов, действующих на весовой рычаг:
Предварительное растяжение установочной пружины:
7.Построение характеристики измерительно-усилительного устройства. Определение чувствительности устройства.
Рис.10
Исходные данные:
=0,12м;
=1000
кг/м3;
=0,075м;
=0,1м;
=0,05м;
=0,075м;
=0,001м;
Допустим,
что система находится в
равновесном
состоянии (какой-либо
статический режим). Сервомотор заторможен
(рычаг
неподвижен).
Теперь, если изменить уровень, то каждому новому значению уровня будет соответствовать определенный поворот весового рычага и соответствующее смещение регулирующей заслонки (до тех пор, пока она не достигает упора).
При
этом изменение момента, возникающего
на весовом рычаге от изменения
уровня
,
уравновешивается изменением моментов:
от установочной
пружины, пружины обратной связи, а также
от действия момента трения
,
приводящего к нечувствительности
измерителя
Таким образом,
можно записать, что
,
Подставляя
это значение в графическую зависимость
для
выбранного типа струйного усилительного
устройства, получим
график изменения перепада давления на
струйном усилителе в зависимости
от изменения уровня
.
Чувствительность измерительно-усилительного устройства (на линейном участке) определим по отношению:
8.Расчет нечувствительности исполнительного механизма. Проверка выполнения условия.
Исходные данные:
=1
мм
Определим нечувствительность исполнительного механизма:
Определим нечувствительность регулятора:
Определим отношение:
9.Построение статистической характеристики регулятора.
Исходные данные:
=0,48
мм- неравномерность регулятора
=1
мм- нечувствительность измерительного
устройства
=
мм-нечувствительность исполнительного
механизма
=
мм- нечувствительность регулятора
Определим среднюю точку статистической характеристики:
Относительно точки
и
с учетом значения неравномерности
регулятора
=0,48
мм и нечувствительность регулятора
=
мм строим статистическую
характеристику регулятора в
координатах Н-m.
Статистические характеристики регулятора уровня по расчетным результатам:
Таблица 2.
|
Название величины, параметра |
Обозначение |
Числовое значение |
Размерность |
Примечание |
|
Минимальная величина нагрузки |
|
0,01 |
м3/с |
Задано |
|
Максимальная величина нагрузки |
|
0,048 |
м3/с |
Задано |
|
Минимальное значение регулируемого уровня |
|
1,5 |
м |
Задано |
|
Максимальное значение регулируемого уровня |
|
2,0 |
м |
Задано |
|
Площадь поперечного сечения резервуара |
S |
4,0 |
м2 |
Задано |
|
Приведенные к штоку клапана силы сухого трения |
|
1350 |
Н |
Задано |
|
Максимальный ход штока клапана |
|
0,05 |
м |
Задано |
|
Плотность воды |
|
1000 |
кг/м3 |
Задано |
|
Плотность материала груза |
|
8800 |
кг/м3 |
Задано |
|
Ускорение силы тяжести |
g |
9,81 |
м/с2 |
Константа |
|
Длина рычага мембранного чувствительного элемента |
L1 |
0,075 |
м |
Принято |
|
Длина рычага струйного усилительного элемента |
L6 |
0,075 |
м |
Принято |
|
Диаметр мембраны чувствительного элемента |
|
0,12 |
м |
Принято |
|
Диаметр груза чувствительного элемента |
|
0,11 |
м |
Принято |
|
Высота груза чувствительного элемента |
|
0,14 |
м |
Принято |
|
Момент сил сухого трения измерительного устройства |
|
0,01 |
Н |
Принято |
|
Диаметр цилиндра сервомотора |
|
0,08 |
м |
Определяется |
|
Высота цилиндра сервомотора |
|
0,1 |
м |
Определяется |
|
Ход штока сервомотора |
|
0,1 |
м |
Определяется |
|
Приведенная к штоку сила сухого трения сервомотора |
|
100 |
Н |
Определяется |
|
Длина плеча рычага |
|
0,6 |
м |
Принято |
|
Длина плеча рычага |
|
0,3 |
м |
Принято |
|
Страгивающий перепад исполнительного механизма |
|
15,4·104 |
Па |
Определяется |
|
Диаметр сопел струйного усилителя |
D |
2,5 |
мм |
Определяется |
|
Объемный расход рабочей воды струйного усилителя |
W |
|
м3/с |
Определяется |
|
Максимальное отклонение регулирующей заслонки струйного усилителя |
|
0,9 |
мм |
Определяется |
|
Постоянная времени сервомотора |
|
3 |
с |
Определяется |
|
Время разгона объекта |
|
53 |
с |
Определяется |
|
Высота расположения уравнительного сосуда |
|
3 |
м |
Определяется |
|
Нечувствительность измерительного устройства |
|
0,001 |
м |
Определяется |
|
Положение штока клапана при достижении максимального уровня и при максимальном расходе жидкости |
|
0,046 |
м |
Определяется |
|
Положение штока клапана при достижении минимального уровня и при минимальном расходе жидкости |
|
0,01 |
м |
Определяется |
|
Длина плеча рычага |
|
0,05 |
м |
Принято |
|
Длина плеча рычага |
|
0,1 |
м |
Принято |
|
Длина плеча рычага |
|
0,1 |
м |
Принято |
|
Жесткость пружины обратной связи |
|
2215 |
Н/м |
Определяется |
|
Неравномерность регулятора |
|
0,48 |
м |
Определяется |
|
Предварительное натяжение пружины обратной связи |
|
0,005 |
м |
Принято |
|
Длина плеча рычага |
|
0,1 |
м |
Принято |
|
Жесткость установочной пружины |
|
1606 |
Н/м |
Определяется |
|
Величина растяжения установочной пружины |
|
0,04 |
м |
Принято |
|
Предварительное растяжение установочной пружины |
|
0,039 |
м |
Определяется |
|
Чувствительность измерительно-усилительного устройства |
|
|
Па/мм |
Определяется |
|
Нечувствительность исполнительного механизма |
|
|
мм |
Определяется |
|
Нечувствительность регулятора |
|
|
мм |
Определяется |
|
Отношение |
|
|
- |
Определяется |
