Схема и принцип действия электрогидравлического следящего привода

Министерство образования и науки Российской Федерации

Самарский Государственный Аэрокосмический Университет

Имени академика С. П. Королёва

Кафедра АСЭУ

Курсовая работа на тему:

«Расчёт и проектирование следящего электрогидравлического привода с дроссельным регулированием»

Выполнил студент группы 2502

Иванов Алексей Евгеньевич

Проверил преподаватель

Быстров Николай Дмитриевич

Самара

Реферат

Курсовая работа: страниц 18, рисунков 11, источников5.

ГИДРОПРИВОД, ДРОССЕЛЬ, ЯКОРЬ, ЗОЛОТНИК, ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, РАСХОД, ПОТЕРИ, УТЕЧКИ.

Произведен расчет и выбор размеров элементов привода, таких как золотник, гидроцилиндр, гидравлический мостсопротивлений упругой трубки и механической обратной связи электрогидроусилителя. Также рассчитаны и приведены статические и динамические характеристики привода. По результатам проделанной работы сделаны выводы, касающиеся устойчивости системы.

Содержание

Введение...........................................................................................................................................

Схема и принцип действия электрогидравлического следящего привода................................

Исходные данные для расчёта привода.........................................................................................

1. Расчёт и выбор размеров элементов привода...........................................................................

1.1. Расчёт гидроцилиндра..............................................................................................................

1.2. Расчёт золотника.......................................................................................................................

1.3. Расчёт гидравлического моста сопротивления.....................................................................

1.4. Расчёт упругой трубки и механической обратной связи ЭГУ.............................................

2. Расчёт статических характеристик привода..............................................................................

2.1. Расчёт статической характеристики ЭГУ...............................................................................

2.2. Расчёт расходно-перепадной характеристики привода........................................................

3. Расчёт динамических характеристик привода..........................................................................

3.1. Определение коэффициентов усиления разомкнутого контура привода...........................

3.2. Расчёт на ЭВМ переходного процесса, вызванного ступенчатым изменением сигнала

управления приводом...............................................................................................................

Заключение.......................................................................................................................................

Список использованных источников.............................................................................................

Введение

Электрогидравлические следящие приводы с дроссельным регулированием широко применяются в современных автоматических системах управления летательными аппаратами, роботами, манипуляторами, металлорежущими станками, испытательными машинами и другими техническими объектами.

В содержание задания входят: расчёт и выбор размеров элементов электрогидравлического привода; расчёт статических характеристик привода с целью проверки соответствия выбранных параметров техническим требованиям; расчёт динамических характеристик привода (определяется коэффициент усиления привода); проверка качества переходных процессов, возникающих при ступенчатом изменении сигнала управления. В последнем случае расчёт проводился на ЭВМ.

Схема и принцип действия электрогидравлического следящего привода

Элементами привода (рис. 1) являются: электромеханический преобразователь (ЭМП) 1, который состоит из постоянного магнита (статора) 2, якоря 3 и обмоток управления 4; устройство сопло-заслонка 5, включающее сопло 6 и заслонку 7, которая соединена с якорем ЭМП и вместе с ним закреплена с помощью упругой (разделительной) трубки 8 в корпусе последнего; дроссели 9 и 10 гидравлического моста с соплами и заслонкой; распределительный золотник 11; исполнительный, гидродвигатель, которым; в этом приводе служит гидроцилиндр 12 с поршнем 13; датчик 14 обратной связи и усилитель 15 электрических сигналов.

Рабочая жидкость поступает к приводу от какого-либо источника питания, например насосной станции, при постоянном давлении Р_п.

На шток гидроцилиндра (выходное звено привода) со стороны управляемого объекта действуют усилия, которые называют нагрузкой. Обычно при расчете привода выделяют следующие составляющие нагрузки: позиционную, скоростную и инерционную. Позиционная нагрузка создается силами, которые изменяются в зависимости от положения выходного звена привода, т.е. от перемещения штока гидроцилиндра. Такую нагрузку можно представить пружиной 16 с жесткостью С_н. Скоростную нагрузку часто принимают эквивалентной той, которая создается гидравлическим демпфером 17. Инерционная, нагрузка вызвана; усилиями, необходимыми для преодоления инерции массы перемещаемых приводом частей управляемого объекта. При расчете и испытаниях привода эту массу заменяют приведенной к выходному звену массой 18, значение которой определяют по известным из механики соотношениям.

ЭМП, устройство сопло-заслонка, дроссели моста сопротивлений и распределительный золотник образуют двухкаскадный электрогидравлический усилитель (ЭГУ), который управляет исполнительным гидродвигателем привода. В первом каскаде ток i_у, поступающий, в обмотки управления 4 с выхода усилителя 15, вызывает изменение приложенного к якорю ЭМП электромагнитного момента, под действием которого якорь вместе с заслонкой 7 отклоняется от нейтрального положения. При этом открытие одного сопла 6 увеличивается, а другого ― уменьшается. Соответственно изменяются расходы жидкости, истекающей через дроссели 9 и 10, и возникает разность Р_у1 - Р_у2 давлений, под действием которой золотник 11 смещается до тех пор, пока упругий стержень, играющий роль силовой обратной связи, не вернет заслонку в близкое к исходному положению.

При смещенном от нейтрального положения золотнике одна полость гидроцилиндра 12 сообщается с напорной линией, а другая ― со сливной линией, поэтому на поршень 13 будет действовать разность давлений, вызывающая его перемещение. Вместе с поршнем перемещается шток (выходное звено привода), один конец которого связан с управляемым объектом, а другой ― с подвижным элементом потенциометрического или индуктивного датчика 14 обратной связи привода.

Напряжение U_ос электрогидравлического сигнала на выходе датчика, обратной связи меняется в зависимости от положения штока гидроцилиндра. После, того, как U_ос достигает значения напряжения U_вых входного сигнала, ток i_у в обмотках управления ЭМП станет равным нулю и заслонка 7 вернется в нейтральное положение. Одновременно благодаря выравниванию давлений Р_у1 и Р_у2 возвращается в нейтральном положении золотник 11 и прекращается движение поршня 13 гидроцилиндра, причем смещение поршня от первоначального положения будет пропорционально, значению U_вх.

Таким образом, в приводе осуществлено слежение по положению выходного звена за входным электрическим сигналом управления. Энергия жидкости, подводимая к приводу от источника питания обеспечивает также усиление мощности сигнала управления.

Условные обозначения:

P_max ― сила полного торможения выходного звена привода;

ν_x.x. ― скорость движения выходного звена привода без нагрузки (при холостом ходе исполнительного гидродвигателя);

y_max ― максимальное перемещение входного звена привода из одного крайнего положения в другое;

m ― приведенная к выходному звену масса;

С_н ― “жесткость” позиционной нагрузки;

k_тр ― коэффициент трения, учитывающий скоростную нагрузку;

С_оп ― жесткость крепления опоры гидроцилиндра;

Р_п ― давление питания;

Р_сл ― давление слива;

i_{y max} ― максимальный ток управления.

Поиск по сайту: