Розробка слідкуючого гідроприводу

1 РОЗРОБКА Принципова схема Слідкуючі Гідропривід

Малюнок 1. 2 - Функціональна схема слідкуючого гідроприводу з дроселем, встановленим на виході з виконавчого органу

1 - насос з нерегульованим робочим об'ємом; 2 - приводний електродвигун; 3 - запобіжний клапан з пропорційним електричним керуванням; 4 - регульований дросель з пропорційним електричним керуванням; 5 - гідророзподільник c електрогідравлічним управлінням; 6 - підсилювач (суматор); 7 - гідроциліндр з двостороннім розташуванням штоків; 8 - тахогенератор; 9 - передавальний механізм; 11 - перетворювач прямолінійного руху в поворотний.

Дросель на виході з виконавчого органу встановлюється вгідроприводу, на виконавчий орган яких діє знакозміннихстатична сила опору. про трубопроводу і швидкість руху поршня;

і - відповідно площі поперечного перерізу окремих елементів нагнітального трубопроводу і ефективна площа поршня гідроциліндра.

Тоді, а, отже,, або.

Для дроселя можна записати:

, де - площа прохідного отвору дроселя по умовномупроходу,.
Так як швидкість потоку рідини входить у формулу втрат тиску в квадратичної залежності, то певні раніше втрати тискурідини у відповідних елементах трубопроводу потрібно помножити накоефіцієнти:

і.

Сумарні втрати тиску рідини в нагнітальномутрубопроводі можуть бути виражені залежністю

де - коефіцієнт опорунагнітального трубопроводу, Н * с2/м,

Аналогічно можуть бути виражені сумарні втрати тискурідини в зливному трубопроводі (ділянка ВГ):

, де - коефіцієнт опору зливного трубопроводу, Н * с2/м,

- коефіцієнт опору дроселя, Н с2, < p>.
Тоді рівняння рівноваги сил, що діють на поршеньгідроциліндра набуде вигляду

.
Звідси швидкість руху поршня (штока) гідроциліндра, м/с,

;

Механічні і швидкісні характеристики гідроприводіврозраховуємо для заданого діапазону безступінчатого регулюванняшвидкості руху поршня (штока) гідроциліндра від до.

У залежності від заданих меж регулювання швидкостіруху поршня (штока) гідроциліндра визначаються максимальна імінімальна площі прохідного перетину дроселя по умовномупроходу.

де і - відповідно задані межі змінишвидкості руху поршня (штока) гідроциліндра, м/с;

- заданий номінальне зусилля на штоку гідроциліндра, Н;

і - відповідно максимальна і мінімальнаплощі прохідного перетину дроселя по умовному проходу, м2.

- розрахунковий тиск на виході з насоса,.

Перевірка правильності розрахунків:

, де - максимальна площа прохідного отвориобраного типорозміру дроселя (визначається по умовному проходудроселя).
Приймаючи кілька значень у межах (проміжок
розбиваємо на кілька значень), а також змінюючи F в межах, обчислюємо параметри механічних і швидкісниххарактеристик гідроприводу.

Максимальне значення зусилля опору на штоку гідроциліндра,при дії якого поршень (шток) зупинитися ((= 0),визначиться з умови.

, звідки

Методика визначення швидкості руху поршня гідроциліндра напідставі рівняння рівноваги сил, що діють на гідроциліндр, невраховує кінцеву продуктивність джерела живлення. Тому припідстановці у формули малих зусиль F можуть вийти значнішвидкості руху поршня (штока) гідроциліндра. Насправдів гідроприводі встановлений насос з нерегульованим робочим об'ємом,який має кінцеву паспортну номінальну продуктивність
. Максимально можлива (гранична) швидкість руху поршня
(Штока) гідроциліндра визначається:

Отже, розрахунок швидкостей руху поршня має сенспроводити тільки до тих пір, поки що.
Отримані в результаті обчислень дані занесені в таблицю 1.
Використовуючи дані таблиці 1, побудовані механічні (природна іштучні) характеристики і швидкісні характеристики гідроприводу
(малюнок 2).

а)
б)
Малюнок 2 - Механічні (а) і швидкісні (б) характеристикигідроприводу

Таблиця 1 - Параметри механічних і швидкісних характеристикгідроприводу
| | Швидкість руху v штока, м/с, при |
| Зусилля | |
| F | |
| на штоку, | |
| Н | |
| |, М2 | |, м2 |
| Fмакс = 12874 | 0 | 0 | 0 |
| FЗ = 8157 | 0,01 | 0,36 | 0,57 |
| 0,75 FЗ = 6118 | 0,012 | 0,43 | 0,69 |
| 0,5 FЗ = 4079 | 0,014 | 0,49 | - |
| 0,25 FЗ = 2039 | 0,015 | 0,54 | - |
| F = 0 | 0,017 | 0,592 | - |

12 АНАЛІЗ І СИНТЕЗ ДИНАМІЧНОЇ ЛІНЕАРІЗОВАННОЙ МОДЕЛІ Слідкуючі

Гідропривід

Мета аналізу та синтезу динамічної моделі стежатьгідроприводів з дросельні та об'ємним регулюванням швидкості --перевірити стійкість роботи гідроприводу за характером перехідногопроцесу і при необхідності визначити параметри коригувальнихпристроїв.

Гідроприводи, оснащені гідроапаратури з пропорційнимелектричним керуванням, мають стандартні вузли: електроннийпідсилювач - суматор БУ2110 і пропорційний магніт ПЕМ6.
Передавальні функції зазначених гідроаппаратов:

12.1 Передавальна функція дроселі з пропорційним електричним керуванням

Дросель складається з наступних елементів: пропорційногоелектромагніту ПЕМ6, гідравлічного потенціометра і циліндричногозолотника, що виконує функції дроселя. Дросель має зворотнуелектричну зв'язок.

Передавальна функція потенціометра

де Кп - коефіцієнт передачі,

Витрата через золотник управління при Хо:

де (- коефіцієнт витрат, (= 0,7; d0 - діаметр золотника управління; х0 - максимальний хід золотника управління;

- тиск на вході в дросель (то РВХ = РВ).

Коефіцієнт посилення потенціометра по витраті

Коефіцієнт посилення потенціометра по тиску

Коефіцієнт зворотного зв'язку

Ефективна площа основного золотника

Жорсткість пружини основного золотника

де Lз - переміщення основного золотника.

Постійна часу потенціометра

де m - маса основного золотника,.

Відносний коефіцієнт демпфування коливань

де f - наведений коефіцієнт в'язкого тертя,.

Передавальна функція основного золотника

Оскільки дросель розташований на виході виконавчого органу:

12.2 Передавальна функція гідроциліндра.

де Кгц - коефіцієнт передачі,

Постійна часу гідроциліндра

де m - маса рухомих частин (поршня з штоком і робочого органумашини, (m задається в кілограмах, тобто необхідно прийняти m (9,81).
Сгц - коефіцієнт динамічної жорсткості гілроціліндра,

де ЕПР - приведений модуль пружності стінок гідроциліндра і рідини,

Lгц - довжина ходу поршня гідроциліндра.

Відносний коефіцієнт демпфування коливань

де f - наведений коефіцієнт в'язкого тертя,

Передавальна функція гідроциліндра може бути представлена:

12.3 Передавальна функція зворотного зв'язку за швидкістю

Зворотній зв'язок забезпечується тахогенератором ТД - 101. Його роторпов'язаний з вихідним валом (штоком) виконавчого органу приводу зубчастоїпередачею, забезпечуючи на виході при максимальній заданої швидкості 24 В.
На вхід підсилювача - суматора подається напруга 24 В.

Тоді передавальна функція зворотного зв'язку

Wо.с (Ps) = Kо.с = 1.

12.4 Передавальні функції коригуючих пристроїв

Для підвищення запасу стійкості системи та покращення якостіперехідного процесу в систему вводиться паралельна корекція за допомогоюдиференціюються ланок, що мають наступні передавальні функції:

де Т1 і Т2 - постійні часу коригуючих пристроїв.

Перелік посилань

1. Ануров В. І. Довідник конструктора - машинобудівника: У 3 т. - М:

Машинобудування, 1980. - Т. З. - 560 с.

2. Башта Т. М. та ін Гідравліка, гідромашини і гідроприводу. - М.:

Машинобудування, 1982. - 422 с.

3. Свешников В. К., Усов А. А. Верстатні гідроприводу: Довідник. - М.:

Машинобудування, 1988. - 512 с.

4 Методичні вказівки до курсової роботи з дисципліни "Виконавчімеханізми та регулюючі органи ", Е.Ф. Чекулаев, ДДМА, Краматорськ, 2000

Міністерство освіти і науки України

Донбаська державна машинобудівна академія

Кафедра "Автоматизація виробничих процесів"

Розрахунково - пояснювальна записка до курсової роботи з дисципліни

"Виконавчі механізми та регулюючі органи"

Виконав:студент групи
АПП97-1
Комаров В. Н..

Керівник:доцент
Чекулаев Е. Ф.

Краматорськ 2001

-----------------------< br>4

Керуюча ЕОМ