Динамо-машины  Статические характеристики элементов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127

Гидравлические, и особенно пневматические, усилители для небольших выходных мощностей и перемещений часто изготовляют не поршневыми, а мембранными. Последние более просты в конструктивном отношении и основаны на прогибе гибкой мембраны (обычно металлической или резиновой), закрепленной по периметру перегородки, под действием разности давлений в разделяемых ею полостях.

На рис. 35 приведена простейшая схема мембранного усилителя с управляющим устройством в виде игольчатого клапана. Изменением положения головки иглы / достигается изменение количества жидкости (или воздуха), поступающей из питающего

Рис. 35. Мембранный усилитель с игольчатым управлением:

/ - головка иглы; 2 - питающий трубопровод; 3 - сливной трубопровод; 4 - гидравлическое сопротивление; 5 -.полость мембраны; 6 - мембрана

Рис. 36. Мембранный усилитель с управляющим устройством типа сопло-заслонка:

/ - заслонка; 2 - сопло; 3 - гидравлическое сопротивление; 4 - полость мембраны; 5 - мембрана

трубопровода 2 в сливной трубопровод 3. Благодаря последовательному гидравлическому сопротивлению 4 изменяется давление в полости мембраны 5. Мембрана 6 при этом прогибается на соответствующую величину.

Зависимость прогиба ненагруженной мембраны от разности давлений может быть как линейной, так и нелинейной, что определяется выбором ее конструктивных параметров. Для увеличения прогиба мембрана выполняется не плоской, а гофрированной. Для получения еще большего прогиба применяются сильфоны, представляющие собой гофрированную трубку и имеющие в рабочем диапазоне линейную характеристику.

Схема мембранного усилителя с управляющим устройством типа сопло-заслонка дана на рис. 36. Изменение расстояния заслонки / от сопла 2 сопровождается изменением расхода воздуха через сопло. Из-за гидравлического сопротивления 3 меняется давление в полости мембраны 4, что сопровождается изменением величины прогиба мембраны 5.

В реальных конструкциях принимаются меры для уменьшения усилий, действующих на иглу и заслонку. Таким примером может служить поршневой усилитель с управляющим устройством типа сопло-заслонка, представленный на рис. 37. Очевидно, что при

нейтральном положении заслонки 3 действующие на нее усилия со стороны сопел 1 и 2 полностью уравновешены; при этом давления в обеих полостях силового цилиндра одинаковы и поршень 4 неподвижен. Перемещение заслонки в ту или другую сторону вызовет нарушение равенства давлений в полостях цилиндра и

Рис. 37. Поршневой усилитель с управлением типа сопло-,час-лонка:

/ н 2 - гидравлические сопротивления; / и 2- сопла; 8 - заспонка; 4 - поршень

будет сопровождаться движением поршня. Однако в этом случае на заслонку действует только разность усилий со стороны сопел / и 2, а не полное усилие, как это было в схеме рис. 36.

Кроме уже рассмотренных вариантов управляющих устройств (золотник, игла, сопло-заслонка), в гидравлических и пневмати-

а) 6)

Рис 38. Поршневой усилитель с управлением от струйной трубки:

а - астатического типа; б - статического типа; } w 2 - приемные сопла; 3 - струйная трубка; 4 - поршень

ческих усилителях применяются струйные трубки. Схема поршневого усилителя со струйной трубкой астатического типа приведена на рис. 38, а. Из струйной трубки 3 жидкость (или воздух) выходит под давлением, причем сила реакции струи направлена по оси вращения трубки и для поворота последней не требуется больших усилий. Если трубка расположена точно посредине между приемными соплами 7 и 2, то в обеих полостях силового цилиндра устанавливается одинаковое давление и поршень 4 будет неподвижным. При отклонении трубки струя уже не будет

одинаково перекрывать оба входных окна приемных сопел и давление в полостях силового цилиндра станет различным; поршень начнет перемещаться.

При постоянной нагрузке такой усилитель, как и усилитель с золотниковым управлением, в первом приближении может замещаться интегрирующим звеном, а его статическая (скоростная) характеристика будет близка к виду, приведенному на рис. 32. Наличие зоны нечувствительности здесь объясняется тем, что разность давлений в полостях силового цилиндра возрастает постепенно от нуля при смещении трубки относительно ее снм-метричгюго положения. Движение порншя, очевидно, начнется только после такого смещения трубки, при котором усилие, развиваемое поршнем, станет больше противодействующего усилия нагрузки.

Схему усилителя со струйной трубкой статического типа (рис. 38, б) можно рассматривать как вариант схемы (рис. 38, а) с жесткой обратной связью. Действительно, здесь окна приемных сопел 1 w 2 находятся в самом поршне 4 и через каналы в теле поршня сообщаются с полостями силового цилиндра. При отклонении трубки, например, вверх увеличится давление в нижней полости, а в верхней уменьшится. Поршень начнет перемещаться вверх вслед за трубкой, пока кромка, разделяющая входы в каналы, не совместится с новым положением оси трубки. Другими словами, получается гидроусилитель статического типа, который можно заменить апериодическим звеном.

В настоящее время получают развитие струйные усилители, в которых струя выходит из неподвижного жестко закрепленного насадка, а ее перемещение достигается изменением интенсивности вспомогательной (управляющей) струи малой мощности, которая ударяет в мощную струю перпендикулярно направлению последней.

Построение элементов струйной автоматики (которую по аналогии с электроникой называют пневмоиикой) основано на использовании гидроаэродинамического принципа. При этом рабочей средой, как правило, является воздух, хотя могут быть использованы и другие газы (в частности, гелий), а также жидкости.

В простейшем струйном элементе имеются три канала. На рис. 39, а изображено положение струи, выходящей из сопла / (канал питания), относительно приемного выходного канала 3 при отсутствии входного сигнала в канале управления 2 (р = 0).

При появлении входного сигнала р, струя, вытекающая из канала 2, будет отклонять от исходного положения (при р = = 0) основную, более мощную струю, выходящую из сопла /, к которому рабочая среда подводится с постоянным давлением р т. причем по мере увеличения р будет увеличиваться и рь raquo; до того момента, пока струя, выходящая из сопла /, не займет поло-ения, показанного на рис. 39, б.