1 Постановка задачи. Анализ современного уровня развития, требования, применение

1.1 Устройство и принцип действия эгум

Разрабатываемый электрогидравлический усилитель типа “сопло-заслонка”, относится к двухкаскадным гидравлическим усилителям. Гидравлический усилитель такого типа является наиболее подходящим для включения в его первый каскад гидравлического усиления гидрораспределителя “сопло-магнитожидкостная заслонка” и представляет собой миниатюрный дроссельный гидропривод с параллельно включенным двигателем, выполненным в виде золотника 1. Гидравлическую схему такого усилителя можно представить в виде гидравлического моста представленного на рисунке 1, в котором R₁ и R₂ – постоянные гид­равлические сопротивления, а R₃ и R₄ – регулируемые гидравли­ческие сопротивления.

Нагрузкой моста является золотник 1, а давлением нагрузки можно считать перепад давлений на торцах этого золотника. Этот перепад р = р₄ – p₃ возникает на торцах золотника при смещении заслонки 2 от нейтрального положения. Например, при повороте заслонки против часовой стрелки сопротивление сопла R₄ и дав­ление р₄ увеличиваются, а сопротивление сопла R₃ и давление р₃ уменьшаются. Образовавшийся перепад давлений p = р₄ – p₃ заставит золотник переместиться справа налево. Перемещение золотника синхронизируется при помощи пружин 3 с перемещением заслонки. Чем больше отклонение заслонки, тем больше перемещение золотника. При смещении конца за­слонки на величину h=h₀ сопло R₄ полностью закрывается, а золотник, переместившись на x=x₀, полностью открывает свои дросселирующие щели. Направление движения золотника изменяют реверсированием движения заслонки.

Гидравлический элемент “сопло-заслонка” представленный на рисунке 2 следует рассматривать как регулируемое дроссельное устройство, проходное отверстие которого изменяется в результате смещения заслонки.

Рисунок 1 – Схема гидравлического моста

dc – внутренний диаметр сопла; z – расстояние заслонки до торца сопла; Q₃ – расход сопла; R₃ – реакция струи на заслонку; h₀ – максимальный ход заслонки; p₃ – давление перед соплом

Рисунок 2 – Схема элемента “сопло-заслонка”

Корпус, выполненный из оргстекла, состоит из двух частей, соединенных между собой при помощи клея “Момент”, каждая из которых является одним из двух каскадов гидравлического усиления. Верхняя часть состоит из корпуса с высверленными в нем отверстиями под сопла и расходную камеру, двух сопел 6 и заслонки 7 выполненной в виде тонкостенной оболочки из эластичной маслостойкой резины, заполненной магнитной жидкостью. Нижняя часть корпуса включает золотник 1 с центрирующими пружинами, которые при отсутствии управляющего сигнала удерживают золотник в нейтральном положении. В отверстие в корпусе устанавливают постоянные дроссели 5 для снижения давления в элементе “сопло-МЖ-заслонка”. Для регулировки центрального положения золотника используется регулировочный винт 4. Для контроля давления в междроссельных камерах усилителя предназначены заглушки для присоединения манометров.

Рисунок 3 – Конструкция электрогидравлического усилителя типа “сопло-МЖ-заслонка” с пружинной синхронной связью

Для управления МЖ-заслонкой на корпусе закреплены катушки индуктивности, которые подключаются к системе управления.

Для соединения каналов усилителя с трубопроводом экспериментального гидростенда применяются втулки, выполненные из латуни или пластмассы. Во избежание протечек рабочей жидкости из гидроусилителя через крышки применяются резиновые прокладки.

Рисунок 4 – Конструкция экспериментального гидростенда

Поток рабочей жидкости (масло) подается в ЭГУМ через два канала.

В один канал под давлением р_в в усилитель подается управляющий поток рабочей жидкости к элементу “сопло-МЖ-заслонка” через постоянные дроссели 5.

При подаче с микропроцессора на одну из катушек индуктивности управляющего напряжения возникает электромагнитное поле, которое воздействует на МЖ-заслонку. При перемещении заслонки возникает перепад давлений на торцах золотника, что приводит к его перемещению. Золотник, перемещаясь, открывает канал снизу, из которого поступает давление нагрузки р_н и направляет его в один из двух выходных каналов. Расход жидкости в усилителе постоянный, жидкость выходит из ЭГУМ через сливные каналы.

Давление в системе измеряется датчиком давления, установленном на выходном каскаде. Датчик осуществляет обратную связь.

З – задатчик; СУ – система управления; У – усилитель; ИМ – исполнительный механизм (катушки); ЭГУ – электогидроусилитель типа «сопло – магнитожидкостная заслонка»; ДД – датчик давления.

Рисунок 5 – Функциональная схема системы управления ЭГУ