Гидроусилитель с шаговым электродвигателем
Электрогидроусилитель (ис. 8.17) состоит из шагового электродвигателя ШД, прецизионной винтовой передачи ВП , золотникового гидроусилителя ГУ типа Г61-41 и муфты М, соединяющей гидроусилитель с гидродвигателем. Гайка винтовой передачи ВП установлена в корпусе усилителя в упорных подшипниках, а винт взаимодействует с золотником гидроусилителя ГУ. Четырехщелевой золотник выполнен с осевым отверстием, в котором расположен валик, соединяющий винтовую передачу с муфтой М. Между торцами золотника и валика установлены упорные подшипники, зазоры в которых выбираются пружиной муфты М. Подшипники уменьшают трение между валиком и золотником и позволяют передвигать золотник без вращения при повороте валика. Муфта М передает крутящий момент от гидродвигателя винту и допускает осевое смещение относительно вала гидромотора ГМ . С этим валом гидромотор соединяется непосредственно или кинематической связью, реализуя отрицательную обратную связь по скорости.
Рис. 8.17
При повороте вала ШД на определенный угол золотник с помощью винтовой пары и валика смещается на пропорциональную углу величину, например, вправо. При этом отверстие А соединяется с отверстием Р, а отверстие В - с отверстием Т. Гидроусилитель ГУ и гидромотор ГМ соединяются трубопроводом таким образом, чтобы вал ГМ и вал ШД вращались в одном направлении. При таком соединении золотник возвращается в исходное положение после поворота вала ГМ на угол, равный углу поворота вала ШД. Следовательно, выходной вал гидромотора поворачивается на величину, пропорциональную числу поданных на ШД импульсов.
|
|
|
Если на ШД импульсы подаются с постоянной скоростью, то его вал, а, следовательно, и выходной вал гидромотора тоже вращаются с постоянной скоростью. При этом вал гидродвигателя отстает от вала ШД на величину x ОТ , определяемую нагрузкой на валу гидродвигателя. С увеличением нагрузки при постоянной скорости вращения вала ШД отставание увеличивается.
Рис. 8.18
На рис. 8.18 показаны статические характеристики гидроусилителя. Кривые 1, 2 и 3 получены при нагрузке на валу гидромотора, равной М = 0 (кривая 1), М = 5Нм (кривая 2) и М = 10Нм(кривая 3) [1].
8.5.2. Электрогидроусилитель типа УГЭ8 - 12/16
Гидроусилитель состоит из ЭМП, сопло-заслонки и золотникового гидроусилителя. Якорь 1 ЭМП, рис. 8.19, закреплен на гибкой трубке 2 и жестко связан с заслонкой 3, расположенной между управляющими соплами 4, 5. Регулировка нулевого положения якоря достигается с помощью пружин 6, 7. Четырехщелевой золотник 8 выполнен с конусами на торцах, являющимися заслонками для сопел 9, 10 обратной связи. К управляющим соплам 4, 5 масло подается через диафрагму Д и сопла обратной связи 9, 10.
|
|
|
После подключения ЭГУ к гидросистеме золотник 7 устанавливается в среднее положение, при котором зазоры h3, h4 между конусами и соплами обратной связи равны. При этом выравниваются давления р5, р6 в управляющих камерах золотникового усилителя. Любое смещение золотника из этого положения приводит к изменению зазоров и давлений р5 , р6 Перепадом давлений ( р5 – р6 ) или ( р6 – р5) золотник возвращается в среднее положение.
Если в ЭМП подается управляющий сигнал в виде тока управления, то заслонка 3 смещается из среднего положения, уменьшая зазор между одним соплом и увеличивая – между другим.
Рис. 8.19
Допустим, что заслонка смещается влево, уменьшая зазор h1 между соплом 5. Увеличение гидравлического сопротивления между этим соплом и заслонкой увеличивает давление р5 , а уменьшение сопротивления между соплом 4 и заслонкой уменьшает давление р6.
|
|
|
Под действием разности давлений золотник будет сдвигаться вправо, уменьшая зазор h3 между левым конусом и соплом 9 и увеличивая зазор h4 между правым конусом и соплом 10. Изменение гидравлических сопротивлений приведет к увеличению р6 и уменьшению р5. Наступит момент, когда эти давления сравняются и золотник остановится, заняв новое устойчивое положение. Величина смещения золотника, и расход масла через ЭГУ будут пропорциональны управляющему сигналу. Любое смещение золотника, не вызванное этим сигналом, приведет золотник в занятое им новое устойчивое положение с помощью внутренней обратной связи по положению золотника. После снятия сигнала управления золотник займет среднее положение, а смена знака сигнала приведет к перемещению золотника в противоположном направлении.
Электрогидроусилитель УГЭ8 - 12/16 выпускается на рабочее давление от 1,6 до 16 МПа, в цепи управления - 5 МПа, с номинальным расходом 40 л/мин и током управления 80...320 мА. Зона нечувствительности составляет 1 % от номинального тока ; ширина петли гистерезиса - не более 10 % от номинального тока ; дрейф нуля при изменении давления управления от 80 до 100 % - не более 5 % номинального тока ; дрейф нуля при изменении температуры масла от 10 до 50 0 С - не более 5 % номинального тока.
|
|
|
Передаточная функция ЭГУ:
W(s) = К /((Т1 s+1)(Т2 s +1)), (8.5)
где К = 8,33 - коэффициент передачи ЭГУ при р1 = 16 МПа и отсутствии нагрузки; Т1 = 2,3 10 -3 с, Т2 = 1,3 10 -3 с - постоянные времени ЭГУ.
Рис. 8.20
Передаточная функция (8.5) и логарифмические частотные характеристики (рис. 8.20) подтверждают устойчивость ЭГУ и апериодический характер переходного процесса.
Электрогидроусилитель Г68-24
Электрогидроусилитель (ис. 8.21, а) имеет в своем составе ЭМП, преобразователь сопло - заслонка (ПСЗ) и золотниковый гидроусилитель. Причем ЭМП и ПСЗ составляют комплектный узел - электрогидравлический преобразователь АГ28-51.200 [1]. В корпусе электрогидравлического преобразователя 1 собраны сопла 2 и 3, игла 4 с заслонкой 5, катушка 6, магнит 7, пружина 8 и винт 9. Золотниковый четырехщелевой гидроусилитель имеет золотник 10, установленный во втулке, которая запрессована в корпус 1. Отрицательная обратная связь реализована пружиной 11, расположенной между иглами 12 и 4. Масло к соплам подается через фильтр 13 и постоянные гидравлические сопротивления 14, 15. Управляющие камеры золотника 10 соединены с соплами: верхняя камера с соплом 3, а нижняя - с соплом 2. Основной поток масла подводится в центральную проточку гильзы через отверстие Р. К отверстиям А и В присоединяется исполнительный гидродвигатель. Сливные линии Т могут разъединяться с помощью пробки 16. Исходное, нулевое, положение золотника и заслонки 5 регулируется винтами 9, один из которых смонтирован в золотнике.
При отсутствии сигнала управления золотник устанавливается в исходное, нулевое, положение давлениями управления р2 и р3. Заслонка 5 с помощью отрицательной обратной связи (иглы 12 и пружины 11) тоже устанавливается в исходное положение, при котором зазоры между ней и соплами не равны. Неравенство зазоров можно объяснить следующим образом. Так как золотник нагружен пружинами только с одной стороны, сверху, то для удержания его в исходном положении необходимо, чтобы давление р2 в нижней управляющей камере было больше давления р3 в верхней камере. Это возможно при условии, если щель между заслонкой и соплом 2 будет меньше щели между заслонкой и соплом 3.
После подачи управляющего сигнала в обмотку катушки 6 электромагнитная сила вызывает смещение заслонки, например, вниз. Вследствие изменения зазоров давление р2 возрастает, а р3 уменьшается. Под действием разности давлений золотник смещается вверх, сжимая при этом пружины 11и 8 и поднимая заслонку. Когда усилия пружин уравновесят электромагнитную силу золотник остановится. При этом заслонка не дойдет до исходного положения на величину рассогласования. Рабочие щели золотникового усилителя и расход масла в отверстие В будут пропорциональны этому рассогласованию и величине управляющего сигнала.
Рис. 8.21
Условное обозначение электрогидроусилителя Г68-24 на принципиальных гидросхемах приведено на рис. 8.21, б.
Основные параметры ЭГУ: рабочее давление – 1 ... 6,3 МПа; расход масла (при перепаде давлений 1 МПа) - 80 л/мин; максимальная мощность сигнала управления – 2,2 Вт; максимальное напряжение на входе – 11 В; статическая нечувствительность – не более 0,03 В; сопротивление обмоток катушки – 55 Ом; частота при сдвиге по фазе 90 – не менее 25 Гц.
Статические характеристики ЭГУ определяются из уравнений динамики. Точная нелинейная математическая модель ЭГУ может быть получена различными способами, в том числе методом гидромеханических цепей.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 267; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!