Следящими приводами

В МВТУ им. Н. Э. Баумана разработан и исследован линейный шаговый ЭГП с вращающейся втулкой и симметричной схемой управления (рис. 6.16). Первый каскад привода представляет собой задатчик, состоящий из шагового электродвигателя 1, несилового редуктора 2, управляющей втулки 3 и винта-золотника 4. Роль второго каскада выполняет следящий золотник 5 с двумя полостями управления. Исполнительным органом служит гидроцилиндр 6, шток которого соединен с винтом 4, образуя жесткую внутреннюю отрицательную обратную связь 7. Симметричная схема управления позволила устранить «дрейф нуля» при колебаниях питающего давления и изменении температурного режима, благодаря чему значительно повысилась надежность работы привода. При подаче управляющих импульсов от электронного коммутатора (на схеме не показан) на обмотки шагового двигателя 1 вал двигателя поворачивает через редуктор 2 управляющую втулку 3 относительно винта 4. Вносимое этим рассогласование заставляет создать управляющий перепад давлений &.р = рг — ра на торцах следящего золотника 5, который смещает золотник и обеспечивает подачу рабочей жидкости Qn в полость исполнительного гидроцилиндра. Внутренняя обратная связь позволяет

Предположим, что при исследовании причин износа насоса или электрогидравлического следящего золотника возникла необходимость определить число загрязнящщих частиц в рабочей жидкости, имеющих размеры 1—5 мкм, подсчет которых не производился (задача экстраполяции). Пользуясь графиком на рис. 21, находим, что количество загрязняющих частиц, имеющих размеры более 1 мкм, составляет 14 000. Вычитая из этого числа частиц число частиц, имеющих размеры более 5 мкм, получим число частиц, имеющих размеры в диапазоне 1—5 мкм, т. е. 14 000 — — 4400 = 9600. Таким образом, экстраполяцией установили, что в пробе жидкости объемом 100 см3 содержится 9600 загрязняющих частиц, имеющих размер 1—5 мкм.

Для распределения потоков масла служит узел управления, выполненный в виде следящего золотника. В положении, показанном на схеме (рис. 93, виг), золотник 5 направляет поток масла высокого давления Д через отверстие 0\ втулки 6 и продольный паз Я3, золотника, через канал Ki в левую кольцевую канавку золотника и далее к ротору гидродвигателя.

Посредством рейки 20 и шестерни 19 этот золотник поворачивает дроссель регулятора скорости 12. Рычажки 25, 27 и 28 выполнены с регулируемыми длинами плеч и закреплены на общей оси 26. Щуп 4 во время рабочего хода прижат к программному копиру 5 с помощью пружины /. Для точной регулировки положения дросселя 47 и следящего золотника 23 предусмотрены винты 29 и 40. Во время рабочего хода золотник 23 перемещается под действием пружины 21. Масло через канал а нагнетается в полость В сервоцилиндра, а из полости А сливается в бак через канал б, нижнюю проточку в поршне 22 и радиальные отверстия в золотнике.

Поршень перемещается вверх и уменьшает открытие дросселя 12, и, как следствие, скорость подачи силового органа станка. Открытие дросселя 12 силового органа на требуемую величину по пути перемещения силового органа (через рычажки 24, 25 и 27 и соответствующие им перемещения следящего золотника 23) дает первичную грубую настройку величины скорости. Точная величина установленной скорости движения суппорта поддерживается при помощи дросселя-измерителя расхода 47 и корректирующего цилиндра 34.

При отсутствии первичной грубой настройки требуемой скорости силовой головки 6 цилиндр 34 необходимо было бы изготовить с большим ходом поршня и соответственно с очень длинной неконструктивной пружиной 36, что ухудшило бы точность осуществления стабильной скорости движения рабочего механизма станка. Дроссель 47 и цилиндр 34 служат для автоматического корректирования положения следящего золотника 23 и открытия дросселя 12 для поддержания стабильной величины заданной скорости (с малыми ее отклонениями от установленной заданной).

Одним из наиболее часто встречающихся дефектов ГУ является пропуск одного импульса с последующим поворотом вала на величину угла, соответствующую двум шагам. Такое явление вызывается обычно повышенным моментом трения на входном валу ГУ из-за недостаточной притирки резьбовой пары сравнивающего устройства следящего золотника или сильного поджатия фланца с уплотнительным сальником. Другой причиной является наличие зазора в сравнивающем устройстве золотника или недостаточной поджим фланца с сальником.

Схема следящей системы для автоматического управления производительностью регулируемого радиального роторно-поршневого насоса по давлению показана на рис. 4.8. Насос 20 подает рабочую жидкость к гидродвигателю, поршень которого перемещает салазки суппорта. Возрастание нагрузки вызывает увеличение давления в трубе 12. Увеличение давления перемещает поршень 10 цилиндра 11 приставной головки управления расходом насоса по давлению. Поршень 10 перемещает ползун 9 с шаблоном. Положение шаблона определяется характеристикой пружины 7 и давлением рабочей жидкости в цилиндре 11. Шаблон через рычажок щупа 6 перемещает выступ 13 следящего золотника 17, расположенного внутри полого штока 14 поршня 16, а золотник прижимается к шаблону пружиной.

Для управления режимами скорости станка по пути поршень 28 и шток 27 рабочего цилиндра 26, перемещающие стол 22 станка, перемещают одновременно и прикрепленную к столу копирную линейку 21, управляющую дросселем 17 при помощи рычажка 20 по пути движения стола. Одновременно с этим плечо рычажка 20 посредством ползушки 14 смещает рычажок 13, настраивая золотник 9 на требуемую величину эксцентрицитета. Эта установка грубая, приблизительная. Более точно установленная скорость движения рабочего стола 22 поддерживается при помощи дросселя 17. При изменении открытия дросселя 17 и перерегулировке движения стола на измененную скорость поршень 19 поддерживает с небольшими отклонениями постоянный перепад давления в цилиндре 12, что при конструкции дросселя 17, приближающегося к диафрагменному отверстию, обеспечивает поддержание скорости стола соответственно программе с малыми отклонениями от заданных величин. Диафрагмы 16 обеспечивают плавное перемещение поршня 19. При малой величине эксцентрицитета насоса и незначительном перемещении следящего золотника 9 отпадает необходимость в перемещении детали 14, которая выполняется неподвижной.

кой подачи в станке применена равномерная механическая передача 3 от шпинделя к ходовому винту 5. Пружина 8 прижимает этот винт к торцу следящего золотника 4, управляющего следящей системой подачи. Рассогласование движения суппорта (поршня 2) и вращения винта 5 вызывает смещение винта, в результате чего следящий золотник 4 перемещается в осевом направлении, компенсируя тем самым вызванное рассогласование.

На рис. 4.13, в показана схема применения следящего золотника для синхронизации перемещений рабочих механизмов (суппортов), полу-

Г. Копирующие манипуляторы состоят из двух механизмов — управляющего и исполнительного. Анализ работы таких манипуляторов связан с исследованием обоих этих механизмов. В тех случаях, когда последние соединены друг с другом посредством кинематической связи, их движения полностью совпадают. В манипуляторах с магнитными муфтами или со следящими приводами исполнительный механизм воспроизводит движения управляющего механизма лишь приближенно. В подобных системах постановка задач кинематического анализа управляющего и исполнительного механизмов оказывается различной. В первом по заданному пространственному движению захвата определяются движения звеньев кинематической цепи. Во втором по относительным движениям звеньев находится движение захвата в си-счеме с несколькими степеням;! свободы.

1°. Копирующие манипуляторы состоят из двух механизмов — управляющего и исполнительного. Анализ работы таких манипуляторов связан с исследованием обоих этих механизмов. В тех случаях, когда последние соединены друг с другом посредством кинематической связи, их движения полностью совпадают. В манипуляторах с магнитными муфтами или со следящими приводами исполнительный механизм воспроизводит движения управляющего механизма лишь приближенно. В подобных системах постановка задач кинематического анализа управляющего и исполнительного механизмов оказывается различной. В первом по заданному пространственному движению захвата определяются движения звеньев кинематической цепи. Во втором по относительным движениям звеньев находится движение захвата в системе с несколькими степенями свободы.

2. Условие оптимальности по точности и условие устойчивости электромеханической системы следящего привода с учетом зазоров в механической передаче. Исследования процесса воспроизведения плоской траектории двумя следящими приводами показали,, что минимальной погрешности можно добиться в том случае, если передаточная функция каждого из приводов будет представлять собой аппроксимацию передаточной функции «чистого» запаздывания. Оптимальная структура- тиристорного следящего электропривода может быть обеспечена соответствующим подбором корректирующих цепей. При соединении привода с механической передачей движения его свойства могут существенно измениться. Чтобы этого не произошло и оптимальные свойства сохранились,, необходимо наложить определенные условия на параметры этих

Новым этапом явилась разработка и изготовление первых испытательных установок для проведения экспериментов в области циклического упруго пластического деформирования с регистрацией при этом как временных, так и параметрических диаграмм действующих напряжений и деформаций [17]. Последующая модернизация этих установок [18] была осуществлена в направлении оснащения их системами высокотемпературного программного нагрева следящими приводами, устройствами программирования режимов испытаний, вакуумными камерами и средствами проведения металлографических исследований, телевизионными системами наблюдения, устройствами для измерения поперечных и продольных деформаций и др. Ряд этих разработок приняты за основу при промышленном выпуске серийных испытательных машин типа УМЭ-10Т, УМЭ-ЮТП, ИМАШ-10-68, ИМАШ-20-75 (АЛА-ТОО) и др.

Применение электрических средств управления гидравлическими следящими приводами не изменяет принцип работы этих приводов, однако связано с трудностями конструирования и расчета электрогидравлических преобразователей, включающих электромагнитные управляющие элементы и гидравлические усилители. Поэтому в главе V, посвященной рассмотрению электрогидравлических следящих механизмов, основное внимание уделено изложению принципа действия и исследованию статики и динамики электромагнитных пропорциональных управляющих элементов, как наиболее распространенных, в том числе поляризованных и нейтральных. Далее в главе рассматриваются особенности конструкции гидравлических усилителей электрогидравлических преобразователей и исследуются характеристики гидравлических усилителей со струйной трубкой.

Современные тенденции развития машиностроения характеризуются ростом скоростей при работе в автоматических режимах и повышением требований к точностям воспроизведения задаваемой программы в переходных режимах. Исследованию возможностей, предоставляемых для этих целей электрогидравлическими следящими приводами с первым каскадом гидроуси-

давление рпг изменяется обратно пропорционально у Н (рис. 3. 36, в), что согласуется с данными практики (успешное применение в станках с гидравлическими следящими приводами гидроцилиндров с длиной хода до 1500 мм) .

§ 4.2. АВТОМАТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА С ГИДРАВЛИЧЕСКИМИ СЛЕДЯЩИМИ ПРИВОДАМИ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ПОСТОЯННЫХ ЛИБО МЕНЯЮЩИХСЯ ПО ЗАДАННОЙ ПРОГРАММЕ СКОРОСТЕЙ ДВИЖЕНИЯ С УПРАВЛЕНИЕМ ПО ПУТИ, ВРЕМЕНИ, ДАВЛЕНИЮ — НАГРУЗКЕ, СКОРОСТИ, ЛИБО ЖЕ С КОМБИНИРОВАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

§ 4.2. Автоматические устройства с гидравлическими следящими приводами для поддержания постоянных либо меняющихся по заданной программе скоростей движения с управлением по пути, времени, давлению — нагрузке, скорости либо же с комбинированным управлением.....2GO

Для получения двухкоординатного привода, обладающего возможностью обработки фасонных поверхностей без ограничения крутизны (рй = 0-н2я) с постоянной результирующей скоростью, должна быть принята схема с двумя следящими приводами. Каждый из этих аналогичных между собой приводов должен управлять движением подачи по одной координате так, чтобы обеспечить скорость V! = V соз р^ по одной координате и VI = V зш Рь — по другой.

Для суждения о целесообразности выбранной схемы следящего привода рассмотрим действующие силы и кинематику движения, осуществляемого следящими приводами.