Электрогидроусилитель фирмы MOOG
Описываемый в этом параграфе ЭГУ (рис. 8.25) применяется в составе регуляторов производительности насосов.
Рис. 8,25
Электрогидроусилитель состоит из ЭМП, сопло - заслонки СЗ и золотникового гидроусилителя ЗУ. Две обмотки ЭМП могут включаться раздельно, последовательно и параллельно. Напряжение управления при раздельном и последовательном включении составляет 2,7 В, при параллельном - 1,35 В; номинальная мощность 0,135 и 0,27 Вт соответственно. Якорь 1 ЭМП, соединенный с корпусом упругой трубкой 2, смонтирован совместно с заслонкой 3, контактирующей с помощью пружины 4 обратной связи с золотником 5. Работа и динамика гидроусилителей с шарнирным и жестким креплением пружин достаточно подробно описана нашим ученым, Н.С.Гамыниным, специалистом в области проектирования и расчета гидросистем летательных аппаратов. К соплам 6 и 7 масло подводится через диафрагмы Д1 и Д2. Сливные линии преобразователя и золотникового усилителя объединены. Кроме того, при среднем положении золотника оба отверстия А и В тоже соединяются со сливной линией.
При управляющем токе, равном нулю, заслонка и золотник находятся в среднем положении. Давления р1 и р2 равны, а расход масла через сопла 6 и 7 определяется гидравлическими сопротивлениями диафрагм Д1, Д2. После подачи входного воздействия - управляющего тока в обмотки ЭМП - якорь 1 поворачивается, преодолевая упругие деформации трубки 2 и пружины 4.
|
|
|
Предположим, что при определенной полярности входного напряжения якорь поворачивается против часовой стрелки. Зазор между заслонкой и соплом 6 уменьшается, а между соплом 7 - увеличивается. Соответственно изменяются давления управления: р1 увеличивается, а р2 уменьшается. Золотник под действием разности давлений ( р1 - р2 ) сдвигается влево. Когда упругая сила пружин 4 и 2 сравняется с силой управления F У = S ( р1 - р2 ), где S - площадь торцовой поверхности золотника, он остановится. Его смещение из среднего положения и расход в линии Р - В будут пропорциональны входному воздействию. Любое перемещение золотника из нового положения, не вызванное управляющим сигналом, приведет по цепи обратной связи к изменению силы F У ,которая вернет золотник в это положение.
По данным фирмы, гистерезис не превышает 6% номинального тока, изменение показаний - не более 2%.
ГИДРОАППАРАТУРА С ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫМ
УПРАВЛЕНИЕМ
Рассмотренные в п. 8.5 гидроусилители являются приборами с высокими статическими и динамическими параметрами. Однако сложность их изготовления и эксплуатации определяет высокую стоимость, что ограничивает их применение в гидросистемах РТС.
|
|
|
Своеобразная революция в гидроприводе технологического оборудования РТС произошла с появлением гидроаппаратуры с пропорциональным управлением. В первом приближении – это аппараты с дискретным или ручным управлением, оснащенные электромагнитами постоянного тока и датчиками положения золотников и клапанов. Основная идея, которой руководствовались разработчики такой аппаратуры, заключалась в создании дешевых аппаратов дистанционного управления с повышенными динамическими характеристиками.
Специально для этого были разработаны два типа электромагнитов: с регулируемым пропорциональным усилием и регулируемой длиной хода. В электромагнитах первого типа усилие остается постоянным при неизменном токе управления и смещении якоря внешней силой. Длина хода якоря составляет 1. . .5 мм. Такие электромагниты применяются для управления распределителями, запорными клапанами, регуляторами потока. В электромагнитах с регулируемой длиной хода положение якоря остается постоянным при неизменном токе управления и изменении внешней силы в рабочем диапазоне. Длина хода якоря 3. . .5 мм, применение - в дросселях и распределителях прямого регулирования.
|
|
|
Гидрораспределители
Гидрораспределители пропорционального управления типа РП оснащаются электромагнитами с регулируемым усилием типов ПЭМ6-1 и (или) ПЭМ6-2 (с датчиками обратной связи).
Рис. 8.26
Так, например, распределитель типа РП-6 с диаметром условного прохода 6 мм комплектуется электромагнитами обоих типов, рис. 8.26, а. Распределитель РП-10 выполнен двухступенчатым с датчиком ДОС обратной связи по положению основного золотника. В первой ступени используется гидрораспределитель с диаметром условного прохода 6 мм, оснащенный двумя электромагнитами типа ПЭМ6-1, рис. 8.26, б. На поясках золотника второй ступени выполнены профильные лыски, обеспечивающие плавное изменение расхода масла при движении золотника в рабочем диапазоне.
Гидрораспределитель РП-16, рис. 8.26, в, тоже двухступенчатый, с индуктивным датчиком ДОС обратной связи по положению основного золотника ОЗ. На якорях электромагнитов ЭМ1 и ЭМ2 закреплены заслонки, расположенные против сопел СЗ1 и СЗ2. К соплам через редукционный клапан КР и диафрагмы Д1, Д2 подводится масло под давлением 2,5 МПа. Управляющие камеры золотника ОЗ подключены к гидролинии, связывающей диафрагмы с соплами. При отсутствии управляющего сигнала эти камеры через сопла соединены со сливной гидролинией. Поэтому ОЗ пружинами устанавливается в среднее положение.
|
|
|
После подачи сигнала управления якорь одного из электромагнитов, например ЭМ1, перемещает заслонку к соплу СЗ1. Возрастающее гидравлическое сопротивление увеличивает давление р1 управления пропорционально входному сигналу. Под действием этого давления ОЗ перемещается влево, сжимая пружину, и останавливается, когда наступает равенство сил пружины и давления управления. Величина смещения золотника и расход масла по линиям Р-В и А-Т тоже пропорциональны управляющему сигналу. Сигнал датчика ДОС подается в блок управления, где сравнивается с задающим сигналом. При наличии рассогласования усиленный сигнал подается в обмотки электромагнитов, и положение заслонок корректируется. Условное обозначение распределителей РП-10 и РП-16 представлено на рис. 8.26, г.
Для управления распределителями РП применяется специальный блок БУ, обеспечивающий стабильность тока управления в обмотке магнита независимо от температуры и колебания напряжения в сети. Функциональные возможности БУ допускают: согласование с маломощным управляющим устройством и ЧПУ; возможность линейного нарастания тока управления за время 0,1. . .5 с при ступенчатом входном воздействии; возможность регулирования амплитуды осцилляции и установки начального тока.
Основные характеристики распределителей типа РП приведены в справочнике [1].
Рис. 8.27
Двух - и трехступенчатые пропорциональные клапаны фирмы MOOG, рис.8.27, 8.28, имеют ЭМП, преобразователь сопло - заслонка и один или два золотниковых усилителя с датчиком обратной связи по положению золотника. В отличие от электрогидроусилителей, в которых максимальное перемещение золотника не превышает 0,15 мм, в пропорциональных клапанах фирмы MOOG золотники имеют большую длину хода, как у пропорциональных распределителей. Якорь 1, рис.8.27, пропорционального магнита и заслонка 2 закрепляются на упругой трубке 3. Масло к соплам 4 подводится через диафрагмы 5. Сливная линия преобразователя сопло - заслонка соединяется со сливной линией 6 золотникового усилителя. С одного из торцов золотника 7 установлен датчик 8 обратной связи, сигнал которого через осциллятор - демодулятор 9 подается в сравнивающее устройство 10. Сигнал рассогласования усиливается устройством 11 и подается в обмотки пропорционального магнита. Таким образом, расход через клапан пропорционален управляющему сигналу. По мнению фирмы, клапаны пригодны для дистанционного регулирования положения и скорости механизмов РТС, давления в гидросистемах и тяговых сил исполнительных гидродвигателей.
Рис. 8.28
В трехступенчатом клапане (рис. 8.28) золотник 1 соединен с заслонкой пружиной, реализующей отрицательную обратную связь по положению золотника. Золотник 2 третьей ступени управляется золотником 1 и имеет размеры значительно больше, чем у золотника 1. Отрицательная обратная связь по положению золотника 2 состоит из датчика, осциллятора - демодулятора, сравнивающего устройства и электронного усилителя. При нулевом сигнале управления золотники устанавливаются в среднее положение, при котором все рабочие щели золотников перекрыты. Если управляющий сигнал подается в ЭМП, то заслонка смещается из среднего положения, например, влево. Перепадом давления в торцовых полостях золотник 1 сдвигается вправо и с помощью пружины увеличивает зазор между соплом и левой заслонкой.
По линии Р - А масло подается в левую управляющую полость золотника 2 и он вместе с датчиком обратной связи тоже перемещается вправо. В результате действия электрической обратной связи результирующий сигнал управления становится равным нулю. Заслонка и золотник 1 устанавливаются в среднее положение, а золотник 2 останавливается в смещенном положении, так как давления в его управляющих полостях становятся равными. Щели Р - В и А - Т открываются, их величина пропорциональна сигналу управления.
Трехступенчатые клапаны имеют большее быстродействие по сравнению с двухступенчатыми за счет применения пилотного клапана 1. Так, время перестановки золотника от 0 до 100% хода у некоторых типов клапанов отличается почти в 10 раз (170 мс - у двухступенчатых и 18 мс - у трехступенчатых). В зависимости от условного прохода клапаны рассчитаны на номинальный расход 16 ... 1600 л/мин. Рабочее давление в основной ступени - до 35 МПа, у пилотного клапана - до 15 ... 21 МПа. Клапаны работают с минеральными маслами вязкостью 15 ... 45 сСт и фильтрами с тонкостью фильтрации 15 ... 25 мкм.
Клапаны ограничения давления
В клапанах ограничения давления с ручной регулировкой винт регулировки давления и пружина заменены пропорциональным электромагнитом, воздействующим на гидравлический преобразователь клапана. Преобразователи сопло - заслонка и дроссельные устройства, преобразующие расход в перепад давлений, наиболее часто используются в клапанах ограничения давления.
Так, в предохранительном клапане М-ПКПД (рис. 8.29) таким преобразователем является сопло - заслонка СЗ. Заслонка закрепляется на якоре пропорционального электромагнита ПМ. Масло в сопло поступает из управляющей камеры УК золотника, в которую оно проходит от входного отверстия Р через сверления в золотнике и демпфер Д. Так же, как и в простом предохранительном клапане, подъем золотника вызывается перепадом давлений на демпфере при протекании через него масла. Величина рабочего зазора в паре золотник - корпус и давление настройки предохранительного клапана пропорциональны управляющему сигналу.
Рис. 8.29
Рис. 8.30
Клапаны М-ПКПД выпускаются с диаметром условного прохода 10, 20 и 32 мм. Номинальный расход составляет 3...40, 5 ... 100 и 10 ... 250 л/мин, максимальный расход - 32 МПа. Стабильность установленного давления не более 1.5%.
В клапанах ограничения давления фирмы BOSCH (рис. 8.30, а) пропорциональный магнит ПМ управляет конусным дроссельным преобразователем, изменяющим давление в управляющей камере УК золотника. При подъеме конуса давление в УК понижается, нарушается равновесие сил на торцах золотника, и он поднимается. Величина подъема золотника до нового равновесного положения и давление настройки клапана пропорциональны сигналу управления. Клапаны с диаметром условного прохода 6 мм имеют максимальный расход 40 л/мин, максимальное давление до 315 бар.
Клапаны с диаметром условного прохода 10 мм оснащаются датчиком обратной связи. Максимальный расход составляет 120 л/мин, а регулируемое давление - 180 и 315 бар.
Клапаны ограничения давления фирмы REXROTH аналогичной конструкции оснащаются встроенным предохранительным клапаном, предотвращающим возможное превышение давления при отказе системы управления.
Условное обозначение клапанов ограничения давления с пропорциональным управлением на принципиальных схемах приведено на рис. 8.30, б.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 339; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!