Управление скоростью движения выходного звена исполнительного механизма

Регулируемый дроссель и регулятор расхода.

Гидравлические характеристики

Реализация режима работы привода «быстрый подвод - рабочая подача

- быстрый отвод»

 

Цель работы	Знакомство с работой гидроаппаратов, регулирующих расход рабочей жидкости (дроссель и регулятор расхода). Снятие гидравлической характеристики регулятора расхода. Сравнение характеристик гидропривода при использовании дросселя и регулятора расхода. Теоретический расчет скоростей прямого и обратного ходов штока гидроцилиндра при дифференциальной схеме включения. Экспериментальное подтверждение расчетов. Ознакомиться с применением гидравлического путевого выключателя (4/2 распределителя с управлением от кулачка с роликом)
Постановка задачи	В отрезном станке подача дисковой пилы осуществляется гидроцилиндром двустороннего действия. При разрезании круглой заготовки рабочее сопротивление нарастает от нуля до максимального значения и затем снова уменьшается до нуля. Сравнить скоростные характеристики исполнительного механизма при использовании в гидроприводе для управления скоростью подачи инструмента дросселя и регулятора расхода
Задание	А) Снять характеристику двухлинейного регулятора расхода и сравнить ее с характеристикой дросселя (см. ЛР.2) Б) Предложить гидравлическую схему отрезного станка, обеспечивающую как зависимую от нагрузки, так и постоянную, независимую от нагрузки на режущем инструменте, подачу. Экспериментально определить скорость выдвижения штока гидроцилиндра при различных нагрузках для предложенной схемы.

Решение А

Снятие характеристики регулятора расхода.

Схему проливки трубопровода изобразить на аудиторной доске с помощью аппликационных моделей.

Отрезной станок

Собрать гидравлическую схему на стенде тренажере.

Включить гидравлическую установку 1, закрыть регулируемый дроссель 6 и настроить переливной клапан 2 на 50 бар.

Полностью открыть дроссель 6, переключить распределитель 7 на мерную емкость 8 и настроить регулятор расхода 4 на расход ≈ 2 л/мин (например, набирать в мерную емкость 0,5 л за 15 с). Записать значение р₂ (показание манометра 5) в таблицу 1.

Изменяя настройку дросселя 6, устанавливать последовательно значения р₂ согласно таблице 1.

Таблица 1. Переменное давление на выходе (имитация переменной нагрузки)

Р1, бар	50	50	50	50	50	50
р2, бар	…	20	30	40	45	50
Δp, бар		30	20	10	5	0
V(за 20 с), л
Q, л/мин	2

 

Не изменяя настройки регулятора расхода 4, последовательно устанавливать с помощью переливного клапана 2 значения р₁ согласно таблице 2, поддерживая на выходе регулятора расхода давление 10 бар дросселем 6.

Таблица 2. Переменное давление на входе (имитация колебания давления в сети)

р1, бар	50	40	30	20	15	10
р2, бар	10	10	10	10	10	10
Δр1, бар	0	10	20	30	35	40
V(за20с), л
Q, л/мин	2

 

 

Построить характеристики Q(р₂) и Q (р₁) двухлинейного регулятора расхода.

 

Характеристики двухлинейного регулятора расхода

Вывод: регулятор расхода поддерживает расход постоянным (в диапазоне его регулирования) независимо от изменения давления, как перед ним, так и за ним.

Решение Б

Гидравлическая схема отрезного станка.

Схема, которая позволяла бы обеспечить как зависимую от нагрузки, так и постоянную, независимую от нагрузки на режущем инструменте подачу, должна содержать дроссель 1.4 и регулятор расхода 1.3.

Гидравлическая принципиальная схема отрезного станка

Дроссель 1.4 и регулятор расхода 1.3 необходимо установить параллельно, а включение того или иного гидроаппарата в работу производить путем переключения распределителя 1.2, установленного последовательно с основным распределителем 1.1.

Собрать схему на стенде. Настроить переливной клапан на 50 бар. Сравнить скоростные характеристики исполнительного механизма при использовании в гидросхеме дросселя и регулятора расхода.

Изменение нагрузки моделировать настройкой подпорного клапана 1.7. Измерение времени хода штока гидроцилиндра проводить после каждой настройки клапана 1.7, как для регулятора расхода, так и для дросселя.

Оба гидроаппарата предварительно должны быть отрегулированы таким образом, чтобы время прямого хода поршня без нагрузки, т.е. с полностью открытым клапаном подпора 1.7, составляло примерно 5 с.

Результаты измерений давлений и времени выдвижения штока заносятся в ледующую таблицу.

 

 

р3, бар	Дроссель		Регулятор расхода
	Время выдвижения	р2, бар	Время выдвижения	р2, бар
10	5	46	5,5	46
20	5	47	6,5	46
30	5	48	7,6	46
40	5	49	9,7	47
45	6	49	12	48

Результаты измерений времени выдвижения штока цилиндра показывают, что двухлинейный регулятор расхода поддерживает скорость выдвижения штока постоянной практически во всем диапазоне нагрузок на исполнительном механизме. Только когда противодавление (давление р₂) становится слишком большим, перепад давления на регуляторе уменьшается настолько, что протекание через него неизменного расхода оказывается невозможным. Повышение давления перед регулятором расхода приводит к большему открытию переливного клапана и сбросу части жидкости, подаваемой насосом, на слив. После этого время прямого хода штока гидроцилиндра увеличивается.

При использовании регулируемого дросселя время прямого хода гидроцилиндра увеличивается с ростом противодавления р₂. Поэтому для привода подачи отрезной пилы следует выбрать дроссель.

Внимание! После выключения гидроагрегата, перед разборкой схемы необходимо уменьшить до минимума усилие поджатия регулировочной пружины подпорного клапана 1.7 и переключить распределитель 1.1 в позицию слива из штоковой полости гидроцилиндра - разгрузить цилиндр. Постановка задачи	Стол строгального станка приводится в действие гидравлическим приводом с рабочим давлением 50 бар. Исполнительным механизмом является гидроцилиндр двустороннего действия.     Для оптимизации рабочего процесса привод станка работает в режиме «быстрый подвод - рабочая подача - быстрый отвод».
Задание	Разработать гидравлическую схему строгального станка, обеспечивающую режим работы «быстрый подвод - рабочая подача - быстрый отвод». Собрать схему на стенде-тренажере.

Решение 2

Гидравлическая схема строгального станка, обеспечивающая режим работы «быстрый подвод - рабочая подача - быстрый отвод».

Гидравлическая принципиальная схема строгального станка обеспечивающая режим работы «быстрый подвод - рабочая подача - быстрый отвод»

Управление гидроцилиндром в собранной на стенде-тренажере экспериментальной модели гидропривода осуществляется 4/2 распределителем с ручным управлением 1.1. В реальных схемах автоматический реверс рабочего стола станка обеспечивается распределителем с электромагнитным управлением.

Изменение скоростного режима движения штока гидроцилиндра 1.0 осуществляется путевым выключателем 1.4 (4/2 распределителя с управлением от толкателя с роликом), который направляет поток рабочей жидкости, либо напрямую к гидроцилиндру, либо через регулятор расхода 1.2. Путевой выключатель 1.4 устанавливают в месте, с которого цилиндр 1.0 должен перейти в режим стабильной пониженной скорости, т.е. на рабочую подачу. Переключение распределителя 1.4 осуществляется кулачком, установленным на штоке гидроцилиндра 1.0. Длина кулачка х определяет максимально возможную величину рабочей подачи.

Принцип действия гидропривода.

При переключении распределителя 1.1 осуществляется режим «быстрая подача» - жидкость от насосной станции через распределители 1.1 и 1.4 подается в поршневую полость цилиндра 1.0 с расходом, равным подаче насосной станции.

Когда кулачок, установленный на штоке гидроцилиндра переключит распределитель 1.4, расход жидкости, поступающей к гидроцилиндру, станет определяться настройкой двухлинейного регулятора расхода 1.2 — начинается режим «рабочая подача».

Режим «быстрый отвод» осуществляется переводом распределителя 1.1 в исходное состояние. Жидкость от гидростанции 0.1 через распределитель 1.1 подается в штоковую полость гидроцилиндра 1.0. Слив жидкости из поршневой полости цилиндра осуществляется через обратный клапан 1.3.

Собрать схему на стенде-тренажере, проверить ее работоспособность.

 

Лабораторная работа № 5