36

Продолжение таблицы 1.3

Е=с·ω

В

QД = w· ω

м3·с-1

QЦ =АП· υ

м3·с-1

QПЦ =АП· υ

м3·с-1

IЯRЯ∑

В

QУТ=kУТ· р

м3·с-1

QУЦ=kУЦ· р

м3·с-1

QУПЦ=kУПЦ·

р

м3·с-1

Электромехани-

Гидромеханическая характеристика

Пневмомеханическая

ческая

характеристика

характеристика

ω=f(

р)

υ =f( р)

υ =f(

р)

ω=f(IЯ)

Механическая

характеристика

ω=f(М)

ω=f(М)

υ =f(F)

υ =f(F)

1.7 Структурные схемы гидродвигателей

Для получения структурной схемы необходимо записать уравнения, отражающие процессы гидромеханического преобразования энергии, в операторной форме записи.

Рисунок 1.12 Структурные схемы гидромеханического преобразования энергии в гидродвигателях.

37

У гидродвигателей вращательного движения, позволяющих регулировать величину рабочего объёма, уравнения гидромеханического преобразования энергии в операторной форме запишутся в следующем виде:

	1. QC = w·ω + kут(Тгр+1)· р;	2. V0	= x·k;	(1.48)
	3. w = V0/2π;	4. M = w р

где х – входная величина, задающая рабочий объём гидродвигателя;

k – коэффициент передачи органа управления, регулирующего рабочий объём гидродвигателя.

Структурная схема гидродвигателя для данного случая приведена на рисунке 1.12,а.

Уравнения гидромеханического преобразования энергии для

гидродвигателя при постоянстве рабочего объёма камеры V0 = сonst примут вид:

	QC = w·ω + kут(Тг р+1)· р ; М = w· р			(1.49)
Структурная схема, соответствующая V0 = сonst, дана на рисунке 1.12,б.
Для	гидроцилиндров	система	уравнений	гидромеханического
преобразования энергии
	Q = АП·υ + kуц(Тц·р + 1); F = АП р			(1.50)

Соответствующая структурная схема представлена на рисунке 1.12, в. Процессы, протекающие в гидравлической (пневматической) и

механической частях гидропривода (пневмопривода), находятся в тесной взаимосвязи за счёт зависимости расхода гидро-(пневмо)двигателей QД, QЦ(QПЦ) от механической координаты - скорости вращения вала двигателя ω или скорости перемещения поршня υ гидро-(пневмо)цилиндра. Данные зависимости QД=w·ω=f(ω), QЦ=АП·υ=f(υ) и QПЦ=АП·υ=f(υ) и отражают гидромеханическую связь в гидроприводе и пневматическую связь в пневмоприводе, аналогично

38

электромеханической связи в электроприводе представляющей собой зависимость ЭДС двигателя от скорости E = kФω = f(ω).

Система уравнений, описывающих движение гидропривода вращательного движения при V0=сonst и представлении механической части в виде одномассовой системы, примет вид:

1.Q w k	ут		Т	г	p 1 р
c
2.М w р						(1.51)
3.М МС J		d
		dt

где МС – суммарный момент сил сопротивления, приведённый к валу гидродвигателя;

J∑ - суммарный момент инерции, равный сумме моментов инерции самого двигателя и приведённых моментов инерции ПМ и ИМ.

Для гидроцилиндра:

1.Q

A

k

Т

П

ц

p 1

р;

С

уц

2.F AП p;

(1.52)

d

3.F F

m

С

dt

где по аналогии с (1.51) FC и m∑ - суммарная сила сопротивления на штоке гидроцилиндра и масса поступательно движущихся элементов привода.

Соответствующие структурные схемы гидропривода представлены на рисунке 1.13.

39

w

QД

ω

Q

1/ K ут

p

M

1

w

J p

Тг p 1

Mc

a)

AП

QЦ

υ

Q

1/ K уц

p

F

1

AП

Тц p 1

m p

Fc

б)

Рисунок 1.13. - Структурные схемы гидропривода вращательного движения (а), поступательного движения (б)

При представлении механической части двухмассовой системой, уравнения движения для гидродвигателя запишутся в виде:

Qc w 1 K ут(Tг p 1); M w p;
										d												d
																							2
М M			c1	M		12	J	1		1		; M		12	M		c2			J	2			;	(1.53)
dM										dt												dt
	12		C		(					); M			C			(					);
									2		12									2
dt
				12		1									12		1

где φ1, φ2 и ω1, ω2 – углы поворота и скорости первой J1 и второй J2

инерционных масс привода соответственно;

С12 – коэффициент жесткости упругой связи между массами;

М12 – момент упругой связи.

Для гидроцилиндра:

																	40
			Qc AП K уц( Tц p 1 ); F AП p;
														d									d					(1.54)
																1										2
				F F				F		m							; F	F	m								;
															dt									dt
				dF		c1		12				1					12	c1				2
				12		C'			(		1		2		); F C' ( S					1	S			2	);
				dt
								12									12	12
где S	, S	2	и ,				2	- перемещения и скорости первой m1 и второй m2 масс
1			1

гидропривода;

С/12 – коэффициент жесткости при растяжении, сжатии;

F12 – усилие в упругой связи;

Fc1,Fc2 – силы сопротивления движению первой и второй масс.

Структурные схемы гидропривода вращательного и поступательного движения приведены на рисунках 1.14, 1.15.

w

Мс2

QД

Мс1

ω2

p

М

ω1

QC

1 К

М

12

1

2

ут

1

C12

w

J2 p

Тг p

1

J p

ω2

p

М12

1

Рисунок 1.14 - Структурные схемы гидропривода вращательного движения при учете упругих механических связей

АП

FC2

QЦ

FC1

υ2

p

F

υ1

QC

F12

1

1/ K уц

АП

1

C12

m p

p

m2 p

Тц p 1

F12

1

υ2

Рисунок 1.15 - Структурные схемы гидропривода поступательного движения при учете упругих механических связей