ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И МЕТОДЫ ТЕОРИИ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ Общие сведения из "Динамика и регулирование гидро и пневмосистем " Основное внимание в учебнике обращено на гидросистемы, с тем, однако, что излагаемые методы можно применить к расчету и исследованию пневмосистем рассматриваются также примеры таких систем. В отдельных случаях проведено сравнение динамических характеристик устройств, работающих на жидкости и на газе, что должно способствовать расширению кругозора будущего специалиста. [c.4] Автор выражает глубокую благодарность проф. С. С. Рудневу за внимание и помощь, оказанные при подготовке рукописи учебника, проф. В. Л. Сосонкину, коллективу кафедры гидравлики МАДИ и особенно доцентам этой кафедры К. Л. Навроцкому и С. А. Ермакову за ценные замечания, сделанные при рецензировании рукописи. [c.4] Системой называется совокупность каких-либо объектов, связанных определенными формами взаимодействия или взаимозависимости. Если объектами служат технические устройства, взаимодействие которых осуществляется с помощью жидкости или воздуха, то такие системы называют соответственно гидравлическими и пневматическими или сокращенно гидро- и пневмосистемами. Используемые в них жидкость и газ называются в дальнейшем рабочей средой, при этом к жидкостям отнесены те вещества, которые в гидромеханике в отличие от газов именуются капельными жидкостями. [c.5] Гидро- и пневмосистемы с давних пор используются в технике. С изобретением паровых машин и развитием фабричного производства возникла необходимость в передаче энергии на расстояние и в управлении машинами. Сначала для этого использовались механические устройства. В связи с усложнением производственных процессов для передачи энергии стали применяться воздух и жидкости под давлением. Появление электрических машин на некоторое время приостановило развитие гидро- и пневмосистем. Однако в начале XX в. для управления машинами потребовались мощные и быстродействующие приводы. Электрические машины не могли полностью удовлетворять этим требованиям, в связи с чем широкое применение получили различные гидравлические механизмы и машины. Одновременно развиваются и усложняются гидросистемы, обеспечивающие смазку и охлаждение машин и станков. [c.5] В настоящее время гидросистемы играют важную роль в самых разнообразных отраслях техники. Потребность в устройствах, более дешевых, чем гидравлические механизмы и машины, а также необходимость создания взрывобезопасных систем для химических производств и систем, не чувствительных к радиации, привели к развитию пневмосистем. В связи с задачами повышения эффективности общественного производства и расширения внедрения систем автоматического- управления в промышленности, строительстве и на транспорте в СССР ведутся большие работы по созданию различных гидро- и пневмосистем. [c.5] Гидро-. и пневмосистемы, предназначенные для выполнения операций управления машинами, станками и аппаратами, называются системами управления. При этом под управлением понимается комплекс действий, направленных на достижение в каком-либо процессе определенной цели. Излагаемые ниже методы исследования и расчета гидро- и пневмосистем управления в ряде случаев могут быть распространены и на системы второго класса. [c.6] Современные гидро- и пневмосистемы управления крайне разнообразны и могут различаться по принципу действия, назначению, конструкции устройств, составляющих систему, и по другим признакам. Не стремясь к подробному и полному обзору всех особенностей гидро- и пневмосистем, остановимся только на тех из них, которые имеют отношение к рассматриваемым в книге вопросам. [c.6] В соответствии с выполняемыми функциями элементов в гидро-или пневмосистеме управления можно выделить источник питания, цепи управления и исполнительные устройства. От источника питания производится снабжение остальных частей системы рабочей средой под давлением. Часто источниками питания являются отдельные насосные и компрессорные станции. Известны также системы, которые снабжаются рабочей средой, отбираемой от управляемой машины или аппарата, например, топливом от управляемого двигателя. Источники питания должны иметь контрольно-регулирующую аппаратуру. Кроме того, обычно к ним относят такие вспомогательные устройства, как газогидравличеекие аккумуляторы, гасители пульсаций давления, фильтры, холодильники. [c.6] Цепи управления представляют собой совокупность устройств, предназначенных для преобразования и передачи целенаправленных сигналов от операторов или контролирующих какой-либо процесс автоматических устройств к испол нительным устройствам. В цепях управления, как правило, передаваемые сигналы усиливаются по мощности за, счет использования энергии, подводимой с рабочей средой от источника питания. [c.6] Цепь управления и исполнительное устройство образуют гидравлический привод (гидропривод), если рабочей средой служит жидкость, и газовый привод, если рабочей средой является газ. Когда рабочей средой служит воздух, приводы сокращенно именуются пневмоприводами. При изучении вопросов расчета и исследования процессов в приводах нет необходимости отдельно рассматривать воздух и какой-либо другой газ, поэтому в дальнейшем приводы, в которых рабочей средой служит любой газ, отнесены к пневматическим (пневмоприводам). [c.6] Если не учитывать потери в магистралях, то перепад давления на золотниковом распределителе будет определяться разностью давления, поддерживаемого переливным клапаном, и перепадом давления в полостях гидроцилиндра, который зависит от действующей на шток поршня нагрузки и рабочей площади последнего. Направление движения поршня гидроцилиндра регулируется направлением смещения золотника от нейтрального положения. [c.8] В рассмотренной системе подача насоса должна соответствовать максимальному расходу жидкости, при котором обеспечивается требуемая максимальная скорость движения поршня гидроцилиндра. При движении поршня с меньшими скоростями переливной клапан пропускает из магистрали высокого давления в магистраль низкого давления часть жидкости с расходом, равным разности подачи и расхода жидкости, протекающей через золотниковый распределитель. Такой способ поддержания давления в напорной магистрали является достаточно простым, но приводит к лишним потерям энергии в переливном клапане. [c.8] Уменьшение энергии, потребляемой насосом, в описанной системе зависит от соотношения циклов работы насоса при большом и малом давлениях нагнетания. При продолжительной работе нассса с низким давлением нагнетания может оказаться целесообразной его остановка, например, путем отключения электродвигателя насоса от сети. [c.9] Количество потребляемой цепями управления энергии может быть приведено в соответствие с количеством энергии, подводимой к станции питания, в случае применения насоса с регулируемой подачей (рис. В.З). В такой системе давление в напорной магистрали поддерживается автоматическим регулятором, который уменьшает или увеличивает подачу насоса в зависимости от расхода жидкости, пропускаемой золотниковым распределителем. [c.9] Пневмосистемы по сравнению с рассмотренными гидросистемами могут иметь ряд особенностей, связанных прежде всего с типом источника питания. Однако как для гидросистем, так и для пневмосистем с дроссельным регулированием общим является то, что обычно источники питания обеспечивают цепи управления рабочей средой при малом изменении давления в напорной магистрали и с практически неограниченными расходами. Кроме того, цепи управления при дроссельном регулировании всегда содержат механизмы с подвижными деталями. При управлении такими механизмами приходится преодолевать силы, приложенные к подвижным деталям со стороны рабочей среды, поэтому при включении гидравлических и пневматических цепей управления в автоматические системы требуются дополнительные усилители сигналов. [c.9] При эксплуатации систем в условиях высоких и низких температур окружающей среды, при значительных вибрациях и радиации требуются дополнительные меры, направленные на обеспечение необходимой надежности систем. Один из возможных способов уменьшения числа подвижных деталей в цепях управления состоит в управлении движением рабочей среды электромагнитным полем. Однако созданные по та1 [ому принципу устройства управления из-за большей потребляемой мощности пока уступают широко применяемым электромеханическим преобразователям. [c.9] Струйное регулирование основано на изменении величин расходов и направлений потоков рабочих сред путем отклонения свободных или ограниченных стенками каналов струй. При таком способе регулирования могут применяться устройства управления как с подвижными деталями, так и без них. Последние устройства называются струйными элементами, а при использовании в качестве рабочей среды газа часто называются элементами пневмоники. [c.9] Известны и находят все большее применение в различных областях техники струйные элементы, принцип действия которЫ Х основывается на различных гидродинамических явлениях прилипании струи к стенке, турбулизации струи поперечными струями, встречном соударении струй, образовании вихрей [21]. [c.10] Струйные элементы используются не только как усилители, но и как элементы для выполнения логических и вычислительных операций, в качестве реле, генераторов колебаний и выпрямителей. [c.10] Отсутствие подвижных деталей обеспечивает нечувствительность струйных элементов к вибрациям и перегрузкам. Конструкция элементов позволяет изготовлять их из материалов, выдерживающих высокие и низкие температуры, а также радиоактивные излучения. [c.11] Вернуться к основной статье