Выбор и расчет передаточной функции гидроцилиндра
Основным критерием при выборе гидравлического исполнительного механизма являются массогабаритные характеристики элемента, а так же давление, на которое рассчитано данное устройство.
Гидравлические исполнительные механизмы предназначены для перемещения рабочего органа в соответствии с импульсами, поступающими от управляющего устройства регулятора [6].
Условиям технического задания удовлетворяют исполнительные механизмы СПГП, имеющие прямолинейное перемещение штока.
Из данного вида двигателей выбираем механизм исполнительный гидравлический поршневой прямоходовой СПГП-2 со следующими техническими характеристиками:
Диаметр поршня D = 80 мм.
Развиваемое усилие при выдвигающемся штоке: N1 = 580 кгс.
Развиваемое усилие при выдвигающемся штоке: N2 = 520 кгс.
Зона нечувствительности d = ± 0,36 кгс/см2.
Габаритные размеры в мм: 570 ´ 160 ´ 185.
Уравнение движения гидропривода поршневого типа будет иметь вид [3]:
(T∙s+1)∙j = m (7)
где Т - постоянная времени гидропривода, с;
j - относительное перемещение гидропривода, см;
m - относительное регулирующее воздействие.
Перейдя к стандартной форме изображения передаточной функции звена, получим следующую формулу:
(8)
Таким образом, гидроцилиндр можно представить в виде апериодического звена.
Так как в данном случае система регулирует давление, развиваемое исполнительным механизмом то необходимо перейти от перемещения исполнительного механизма к изменению давления вызванному данным перемещением. Для этого необходимо учесть сжимаемость жидкостей. Сжимаемость жидкостей характеризуется коэффициентом объемного сжатия b и модулем упругости G.
(9)
где DV - изменение объема жидкости при изменении её давления, см3;- начальный объем жидкости, см3;
D p - изменение давления, кГс/см2.
(10)
Модуль упругости жидкости - величина не постоянная, а зависит от содержания свободного (не растворенного) воздуха в жидкости и от давления. При отсутствии свободного воздуха и при давлениях менее 400 кГс/см2 модуль упругости отечественных масел нефтяной основы составляет G = 14000 кГс/см2.
Из формул (8), (9) получим:
(11)
Проводя дальнейшие преобразования, получим при V = 250000 см3:
кГс/см5 (12)
(13)
Из выражений (11) и (12) получим:
(14)
Используя выражение (7) с учетом (13) получим:
(15)
После подстановки значений G = 14000 кГс/см2; S = 25000 см2; V = 250000 см3 получим передаточную функцию описывающую гидроцилиндр как систему с выходным параметром в виде давления.
(16)
Найдем постоянную времени гидроцилиндра через скорость изменения давления в гидроцилиндре. Допускаемую скорость жидкости при протяженности коммуникаций до 0,5 м принимают в зависимости от давления в напорной магистрали. При давлении в напорной магистрали Рпит = 5 кГс/см2 допускаемая скорость жидкости Vж = 100 см/с [3].
Статья в тему
Методы разнесенного приема в системах связи с подвижными объектами различного назначения. Транкинговые сети
Одними из наиболее негативных явлений, возникающих в процессе передачи информации через радиоэфир, являются замирания сигнала. Радиосигнал сотовой связи во время распространения от источника к получателю может отражаться от различных препятствий. Вследствие многочисленных переотражений к получателю ...