Проектирование цилиндрических золотниковых распределителей следящих электрогидравлических приводов
Покупка
Тематика:
Проектирование. Конструирование
Автор:
Фомичев Владимир Михайлович
Год издания: 2009
Кол-во страниц: 23
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-7038-3320-9
Артикул: 807714.01.99
Доступ онлайн
480 ₽
В корзину
Представлены математические модели, отражающие физические процессы в электрогидравлических следящих приводах дроссельного регулирования. Изложен алгоритм синтеза конструктивных параметров цилиндрических золотниковых распределителей, составляющих основу приводов. Приведена методика расчетной оценки статических характеристик распределителей, электрогидравлических агрегатов приводов, даны рекомендации по проектированию распределителей. Для студентов, изучающих курс «Гидроприводы стационарных и мобильных объектов», и специалистов промышленности.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана В.М. Фомичев ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗОЛОТНИКОВЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ СЛЕДЯЩИХ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРИВОДОВ Допущено Учебно-методическим объединением вузов по университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 150800 «Гидравлическая, вакуумная и компрессорная техника» специальности 150802 «Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика» М о с к в а Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 2 0 0 9
УДК 62-82(075.8)
ББК 34.447
Ф766
Рецензенты:
В.И. Пыриков, В.И. Иванов, В.И. Голубев
Фомичев В.М.
Проектирование цилиндрических золотниковых распределителей
следящих электрогидравлических приводов: Учеб.
пособие. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. —
23 с.: ил.
ISBN 978-5-7038-3320-9
Представлены математические модели, отражающие физические
процессы в электрогидравлических следящих приводах дроссельного
регулирования. Изложен алгоритм синтеза конструктивных параметров
цилиндрических золотниковых распределителей, составляющих
основу приводов. Приведена методика расчетной оценки статических
характеристик распределителей, электрогидравлических агрегатов
приводов, даны рекомендации по проектированию распределителей.
Для студентов, изучающих курс «Гидроприводы стационарных и
мобильных объектов», и специалистов промышленности.
УДК 62-82(075.8)
ББК 34.447
ISBN 978-5-7038-3320-9
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009
Ф766
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ ИМ — исполнительный механизм ЦЗР — цилиндрический золотниковый распределитель ЭГУ — электрогидравлический усилитель ЭГП — электрогидравлический привод ЭГА — электрогидравлический агрегат a — расстояние между лысками в канавке гильзы Aп — площадь поршня ИМ b — ширина дросселирующего окна Dг — наружный диаметр гильзы dз — диаметр золотника dш — диаметр шейки золотника I — ток управления на входе ЭГА KXI — коэффициент передачи ЭГУ по координате золотника 0 QX K — коэффициент усиления ЦЗР по расходу в области нуля 0 QX K — относительный коэффициент усиления ЦЗР по расходу в области нуля и QX K — коэффициент усиления ЦЗР по расходу идеального ЦЗР 0 pX K — относительный коэффициент усиления ЦЗР по давлению в области нуля Lз — длина золотника N — нелинейность расходной характеристики n — число дросселирующих окон на кромке золотника pА — давление в ИМ (канал А) pВ — давление в ИМ (канал B) pм — междроссельное давление pп — давление подачи pс — давление слива
Q — расход жидкости через ЦЗР Q — относительный расход жидкости через ЦЗР Qн — номинальный расход жидкости через ЦЗР Qнас — расход насыщения Qут — расход утечки ΔQ — отклонение расходной характеристики от секущей прямой R — радиус кромок дросселирующих щелей ЦЗР S — величина перекрытия кромок V — скорость рабочего органа ИМ X — смещение золотника X — относительное смещение золотника Xн — номинальное смещение золотника Xнас — смещение золотника до упора δ — радиальный зазор в ЦЗР λ1 — осевой сдвиг кромок щелей гильзы λ2 — перекос кромок щелей гильзы σз.р — гидравлическая проводимость ЦЗР σЭГА — гидравлическая проводимость ЭГА μ — коэффициент расхода ρ — плотность жидкости ν — кинематическая вязкость жидкости
ВВЕДЕНИЕ Типовой следящий электрогидравлический привод (ЭГП) дроссельного регулирования состоит из силового электрогидрав- лического агрегата (ЭГА) и электронной части, в которой замыка- ется контур позиционного регулирования. Подача рабочей жидко- сти в исполнительный механизм (ИМ) привода регулируется цилиндрическим золотниковым распределителем (ЦЗР). Рабочая жидкость при движении в ЭГА проходит систему внутренних ка- налов, в которую помимо ЦЗР могут входить устройства различ- ного функционального назначения (фильтры, функциональные клапаны, датчики давления и другие устройства). Эта система представляет собой сложный разветвленный трубопровод, гидрав- лическое сопротивление которого существенно влияет на массога- баритные, статические и динамические характеристики приводов, которое необходимо учитывать при проектировании. Наиболее сильное влияние на основные статические и динамические харак- теристик приводов оказывают конструктивные параметры ЦЗР. В данном учебном пособии рассмотрены математические мо- дели, отражающие физические процессы в приводах. Приведен алгоритм обоснования гидравлической проводимости канализации привода и синтеза конструктивных параметров ЦЗР. Изложена ме- тодика проектной расчетной оценки статических характеристик ЦЗР, приводов, даны рекомендации по проектированию ЦЗР.
1. Нелинейность расходной характеристики ЦЗР, номинальная гидравлическая проводимость ЦЗР и гидравлическая проводимость канализации привода Сложный трубопровод внутренних каналов силового агрегата привода условно можно представить в виде двух последовательно включенных элементов гидравлических сопротивлений (рис. 1) [1]. Первое сопротивление характеризует гидравлическую прово- димость канализации σк, при проектировании его принимают по- стоянным. Второе сопротивление отражает регулируемую прово- димость ЦЗР σз.р(Х), которая зависит от величины открытия золотниковых дросселирующих щелей. Для схемы, показанной на рис. 1, расход жидкости определяется зависимостью к п м з.р м с ( ) , Q р р Х р р = σ − = σ − где рп — давление подачи; рм — междроссельное давление; рс — давление слива. Рис. 1. Условная гидравлическая цепь ЭГА Вследствие потерь давления в канализации статическая рас- ходная характеристика ЦЗР (рис. 2) имеет нелинейный характер. Степень ее нелинейности оценивают с помощью равноотстоящей от характеристики секущей прямой. В соответствии с государст- венным [2] и международным [3] стандартами нелинейность ха- рактеристики оценивают отношением
н , Q N Q Δ = где ΔQ = ΔQ1 = ΔQ2 — отклонение расходной характеристики от се- кущей прямой; Qн — номиналь- ный расход жидкости через ЦЗР. В соответствии с рис. 1 гид- равлическая проводимость ЭГА к з.р ЭГА 2 2 к з.р ( ) ( ) . ( ) Х Х Х σ σ σ = σ + σ При этом номинальное значение проводимости ЭГА н н ЭГА п с . Q р р σ = − Введем относительные величины: относительную проводимость ЭГА ЭГА ЭГА н ЭГА ( ) ( ) / ; Х Х σ = σ σ относительную проводимость ка- нализации к к н ЭГА / ; σ = σ σ относительную номинальную проводи- мость ЦЗР н з.р н з.р н ЭГА / ; σ = σ σ относительный ход золотника Х = = Х/Хн. Тогда безразмерная проводимость ЭГА примет вид к з.р ЭГА 2 2 к з.р ( ) ( ) . ( ) Х Х Х σ σ σ = σ + σ Графически это соотношение при к σ = ∞ и к σ < ∞ показано на рис. 3, где 1 2. Δσ = Δσ Задаваясь разными значениями 0 < к σ < ∞ и оценивая нелинейность расходной характеристики как 1 2, N = Δσ = Δσ получаем зависимость н з.р к ( , ) N σ σ — рис. 4. На основе промышленной практики проектирования приводов установлено оптимальное значение нелинейности N = 0,07, указанное в государственном [2] и международном [3] стандартах. При чрезмерном сужении поперечного сечения канализации в це- Рис. 2. Оценка нелинейности расходной характеристики ЦЗР
лях уменьшения массогабаритных параметров привода нелинейность N становится больше 0,07, но это приводит к нежелательному увеличению зависимости АФЧХ привода от амплитуды входного сигнала. При чрезмерном увеличении поперечного сечения канализации значение N становится меньше 0,07, но это вызывает недопустимое увеличение массогабаритных параметров привода. Рис. 3. Зависимость относительной проводимости ЦЗР от относительных величин проводимости канализации и смещения золотника Рис. 4. Зависимость нелинейности расходной характеристики ЦЗР от относительных величин проводимости канализации и про- водимости ЦЗР Итак, в соответствии с нормативной документацией принимаем N = 0,07, при этом к σ = 2 и н з.р σ = 1,15 (см. рис. 4). 2. Характерные области открытия дросселирующих щелей ЦЗР Существуют три характерные области открытия дроссели- рующих щелей ЦЗР (рис. 5), отличающиеся методами проектирования [ 4]. Область нуля — область малых открытий щелей (зона А), в которой все основные характеристики ЦЗР определяются парамет-
рами микрогеометрии дрос- селирующих кромок. Эта зона расположена при открытиях щелей | X| ≤ 3R. В области больших открытий щелей |X| = 3R…Хнас (зона Б) характеристики практически не зависят от микрогеометрии дросселирующих кромок, а определяются номинальными параметрами щелей (смещением золотника Х, числом дроссели- рующих окон на кромке золотника n, шириной дросселирую- щего окна b) и гидравлической проводимостью канализации. При больших сигналах на входе в ЭГА (|X| > Хнас) реализуется режим насыщения расходной характеристики (зона В). 3. Работа ЦЗР в области нуля Расчетная схема ЦЗР, применяемых в наиболее распространенных ЭГУ с механической обратной связью по положению золотника, показана на рис. 6. Схема формирования величин открытия наливных (индексы 1, 4) и сливных (индексы 2, 3) щелей при движении золотника вправо показана на рис. 7. Рис. 6. Схема типового ЦЗР Рис. 5. Характерные области расходной характеристики ЦЗР
Рис. 7. Схема формирования величины открытия щели ЦЗР Рис. 8. Основные параметры конструкции ЦЗР При формировании математической модели ЦЗР учитываются параметры, обозначенные на рис. 8, и принимаются следующие допущения: – поток рабочей жидкости в щелях одномерный и несжимаемый; – коэффициент расхода щелей μ = 0,71 = const; – микрогеометрические параметры (δ, R, S) постоянны для всех щелей; – осевой сдвиг λ1 и перекос λ2 кромок дросселирующих окон гильзы, соответствующих каждой из кромок буртов золотника, отсутствуют;
Доступ онлайн
480 ₽
В корзину