2.2 Выбор гидропривода

Гидропривод представляет собой две емкости, вращение вала в одной из которых зависит от перемещения штока в другой. Внешнее давление является постоянным и не подлежит регулированию. Однако давление на выходе гидропривода требует регулирования. Такое регулирование происходит путем перемещения штока в первой камере. Схематическое исполнение ГП представлено на рисунке 3.

Рисунок 3 – Конструкция гидропривода

Исходя из требуемого давления на выходе (400 кПа) выбираем привод марки MAXIMA 350r.

2.2.1 Технические характеристики гидропривода MAXIMA 350r.

- давление питания, кПа 700

- давление на выходе, при максимальном сдвиге штока, кПа 410

- максимальный ход штока на входе, см 5

- максимальный угол вала на выходе, º 330

- управляющее давление, кПа 800

- КПД, % 70

- рабочий диапазон температур, ºС -10…+30

2.2.2 Расчет передаточной функции гидропривода. Передаточная функция гидропривода имеет вид:

(5)

где: k_П – коэффициент передачи гидропривода, кПа/см;

T – постоянная времени гидропривода, c;

ξ – коэффициент демпфирования,

(6)

где: P_ГП – давление на выходе гидропривода, кПа;

P – давление на входе гидропривода, кПа.

Требуемое на выходе гидропривода давление составляет 410кПа*1.73=692кПа, давление питания составляет 700 кПа. Максимальный ход штока на входе 5 см, на выходе 330º т.е. коэффициент передачи гидропривода равен

^º/см (7)

Механическая постоянная времени гидроцилиндра:

(8)

где: m₀ - масса подвижных частей управляемого объекта, приведенная к валу привода, кг;

c_Ц^/ - приведенная жесткость нагруженного цилиндра.

(9)

где: – приведенный модуль упругости гидроцилиндра

(10)

где: - приведенный модуль упругости гидроцилиндра, Н·м/м³;

S_П - рабочая площадь лопасти, м²;

V₀ - объем одной полости гидроцилиндра при среднем положении

лопасти, м³;

с_СВ - жесткость связи вала гидроцилиндра с управляемым

объектом, 6×10⁶ Н/м;

B_Ж - модуль объемной упругости рабочей жидкости, 1250 МПа;

V_Л - объем подводящего трубопровода гидролинии и мертвого объема

гидроцилиндра, 10×10^-5 м³;

V₀ - объем полости гидроцилиндра при среднем положении лопасти, м³;

c_ОП - жесткость опоры гидроцилиндра, 4.3×10⁶ Н/м.

Рабочая площадь лопасти определяется по формуле:

(11)

где: a - длина лопасти гидроцилиндра, 0.04 м;

b - ширина лопасти гидроцилиндра, 0.01 м.

Т.о. S_П = 4×10^-4 м². Масса подвижных частей управляемого объекта

m₀=ρ·V (12)

где: ρ - плотность алюминия, 2.7×10³ кг/м³;

V - объем подвижных частей, 90 см³.

Т.е. масса m₀=0.243 кг.

Объем одной полости цилиндра:

V₀= (13)

Т.о. V₀=1.7×10^-5 м³. Исходя из полученных данных, применим в (10)

(Н·м/м³) (14)

(15)

Таким образом, механическая постоянная времени:

(с) (16)

Требуется определить постоянную времени демпфирования гидроцилиндра:

(17)

где: K_Q - коэффициент линеаризованной расходно-перепадной

характеристики, 6.44·10^-10.

k_ТР - коэффициент трения в подвижных частях объекта, 0.2 (бронза).

Таким образом:

(18)

Для получения передаточной функции требуется определить коэффициент демпфирования:

(19)

То есть

Тогда передаточная функция гидроцилиндра запишется в виде:

(20)