Анализ автоматических распределителей ударных гидродвигателей Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

-------------------------------- © С.Л. Лазуткин, Д.Ю. Фабричный,

2007

УДК 622.233.3

С.Ё. Лазуткин, Д.Ю. Фабричный

АНАЛИЗ АВТОМАТИЧЕСКИХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ УДАРНЫХ ГИДРОДВИГАТЕЛЕЙ

Семинар № 21

Л ля автоматизации непрерывного режима работы машины наиболее удобны двухтактные ударные гидродвигатели. Распределитель ударного гидродвигателя служит для переключения управляющих воздействий по полному завершению каждого такта цикла. Это назначение и двухтактное содержание цикла позволяют рассматривать двухтактные ударные гидрообъемные двигатели как дискретные, двухпозиционные САУ. Для двухтактного цикла характерно полное выполнение «вытеснения» совместно с одним или комбинированно с обоими движениями ведомого звена, а выполнение «сжатия»

- одновременно с «возвратом». Полное решение поставленной задачи управления требует контроля за выполнением движения «возврата» и одновременно с ним «сжатия» и отдельно за рабочим ходом. В двигателях с автономным аккумулятором, где «возврат» и «сжатие» производятся от одной рабочей камеры, целесообразен контроль по положению бойка. В двигателях же с сетевым аккумулятором «сжатие» производится параллельно «возврату» от отдельной камеры и в существующих системах не контролируется. Обеспечение устойчивого режима работы таких двигателей весьма затруднено.

Задачей «рабочего хода» является: а) накопление бойком кинетической энергии; б) достаточно полная отдача ее объекту удара. В этом случае выходной координатой, прямо характеризующей состояние системы, является скорость бойка х.

Контроль за ее величиной очевидно, и будет отвечать наиболее полному решению поставленной задачи управления. На рисунке изображена функциональная схема САУ однокамерного ударного гидродвигателя обратного действия. Здесь И - инструмент (объект удара), ОУ - объект управления (боек), 1 - устройство преобразования команд управления в управляющие воздействия (рабочая камера гидроцилиндра), 2

- измерительное устройство скорости бойка (система каналов слива), 3 - устройство преобразования сигнала обратной связи в виде сливного давления Рс в воздействие обратной связи Рд =!(х) (передняя камера золотника управления), Рг - управляющее воздействие во время возврата, Ра - управляющее воздействие во время «рабочего хода» и одно из возмущающих воздействий во время возврата (сила давления газа аккумулятора).

Рабочая жидкость подается к устройству формирования команд управления - золотнику, плунжер которого является элементом сравнения и находится под постоянным задающим воздействием пружины Рд, пропорциональным уровню Х0. Положение плунжера характеризуется координатой Х0, являющейся уровнем достаточного сжатия газа в аккумуляторе и фиксирующей исходное положение бойка перед рабочим ходом. В качестве закона управления здесь можно записать: х>х0 при х < 0 ; х > х0 при х > 0 .

Полное выполнение задач управления позволяет отнести двигатели, переключающиеся с «рабочего хода» на «возврат» по скорости, к замкнутым САУ релейного типа. Решаемая ими задача имеет смысл, если ху>хпд, где ху - путь инструмента, а хпд - путь бойка совместно с инструментом за время переключения органа управления, то есть при относительно невысоком модуле упругости объекта обработки и достаточно высоком быстродействии органа управления.

В случае хц<хп2 возможным становится переключение органа управления после «рабочего хода» сразу по появлении возмущающего воздействия от объекта удара, сигналом чего может служить смена знака ускорения х. Закон управления в этом случае можно записать: х > 0 при х > 0 ; х>х0 при х < 0 .

Такие двигатели можно характеризовать, как разомкнутые САУ с управ-

лением по возмущающему воздействию. Их органы управления, встроенные в поршень-боек инерционные клапаны и золотники.

В случае хц<хп2 относительное положение объекта удара меняется очень мало, поэтому возможно весьма простое управление бойком по положению с выполнением закона: х ^ х01 при х < 0 ; х<х02 при х > 0 .

Такие двигатели можно характеризовать как разомкнутые САУ с управлением по положению.

Возможно также задание режима движения бойка в функции времени. Такое управление имеет смысл в высокочастотных двигателях, где быстродействие релейных САУ оказывается недостаточным. Двигатели эти могут характеризоваться как разомкнутые САУ импульсного типа. ШИН

— Коротко об авторах-------------------------------------------------------------

Лазуткин С.Л., Фабричный Д.Ю. - МИ ВГУ.

Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 21 симпозиума «Неделя горняка-2007». Рецензент д-р техн. наук, проф. Л.И. Кантович.