8. Пневматические приводы технологического оборудования

8.3. Системы позиционирования

Расширение функциональных, технологических и эксплуатационных возможностей ряда машин связано с решением проблемы позиционирования выходного звена исполнительного механизма без использования жес­тких упоров и, соответственно, с отказом от циклических систем управления, которые характеризуются тем, что число промежуточных точек позиционирования мало, а закон движения рабочих органов не имеет существен­ного значения.

В зависимости от предъявляемых требований (число точек позиционирования выходного звена и частоты их смены; точность отработки приводом заданного перемещения, допустимые динамические нагрузки; необхо­димость регулирования скорости движения) применяют приводы с различной структурой и принципами управ­ления движением выходного звена (рис. 8.37).

Рис. 8.37. Классификация позиционных приводов

К группе дискретных позиционных приводов относятся описанные выше пневмоприводы циклического дей­ствия, работающие по принципу «от упора до упора». В данном же разделе будут рассматриваться непрерыв­ные позиционные приводы, или позиционеры, характерная особенность которых — возможность обеспечения бесконечно большого числа точек позиционирования выходного звена.

Как видно из приведенной классификации, существует два принципиально различных способа управления непрерывными позиционными пневмоприводами: посредством торможения выходного звена или связанных с ним механизмов и путем регулирования энергии пневмодвигателя.

Управление посредством торможения основано на том, что движущая сила неуправляема, а регулирование скорости и позиционирование осуществляются путем создания дополнительной силы сопротивления движе­нию. Сопротивление движению формируется различными управляемыми или неуправляемыми тормозными устройствами, связанными с выходным звеном .

Для регулирования скорости движения и позиционирования подобных пневмоприводов широко применяют гидравлические механизмы с замкнутой циркуляцией жидкости. В качестве регулируемого дросселя с дистан­ционным управлением, встраиваемого в гидравлический контур, используются дросселирующие гидрораспре­делители с пропорциональным управлением (рис. 8.38).

В зависимости от природы сил сопротивления различают механические, гидравлические, пневматические, электрические и ком­бинированные тормозные устройства.

154

8. Пневматические приводы технологического оборудования

0- !

-

ис. 8.38. Пневмогидравлический позиционер с дросселирующим распределителем

В отличие от дискретных распределителей с электромагнитным управлением в дросселирующих распреде­лителях запорно-регулирующий элемент во всем диапазоне своего перемещения может занимать любое про-ыехуточное положение (о чем говорят две параллельные линии на условном обозначении подобного распре­делителя), определяя тем самым расход жидкости, протекающей через распределитель. Такое управление -сложением запорно- регулирующего элемента осуществляется посредством регулируемого (пропорциональ--о~oi магнита, перемещение якоря которого прямо пропорционально силе постоянного электрического тока али напряжению, подаваемому на магнит. Использование распределителей с пропорциональным управлени­ем позволяет не только позиционировать выходное звено исполнительного механизма, но и обеспечить его -есемещение со скоростью, значение которой может изменяться по заданному закону.

Основная цель при позиционном управлении — уменьшение ошибок позиционирования, что достигается Еаелением обратных связей по различным параметрам — перемещению, скорости, давлению и т. п. При этом ."авляющее воздействие, как правило, подается на вход двигателя, а сигнал обратной связи, например по -есемещению, снимается на его выходе. Именно по такому принципу строят следящие системы.

Следящая система — система автоматического управления, в которой выходная величина при помощи ссозтной связи с определенной точностью воспроизводит входную (задающую) величину, характер изменения • старой заранее не известен (рис. 8.39).

Рис. 8.39. Принцип действия следящего привода

Механизм управления следящим приводом состоит из двух кинематически связанных рычагов (рис. 8.39, а).

о и смещении рычага управления вправо на величину х (рис. 8.39, б) золотник распределителя смещается

вгево; левая полость цилиндра соединяется с напорной магистралью, а правая — с выхлопной. При этом шток

_/линдра начинает перемещаться вправо. Движение штока передается через систему рычагов на золотник,

* старый также начинает смещаться вправо. Шток будет выдвигаться до тех пор, пока он не займет положение,

• старому при фиксированной величине х соответствует нейтральное положение золотника (рис. 8.39, в). Таким образом, рычагом управления осуществляется входное воздействие на данный следящий привод, а рычагом, связанным со штоком цилиндра, обеспечивается механическая обратная связь. Коэффициент передачи х/у ~оивода зависит от отношений плеч рычагов механизма управления.

155