Проектирование гидросистем (стр. 4 из 6)

- коэффициент подачи насоса -

пределы изменения коэффициента 1,1 ≤

≤ 1,5;

- коэффициент давления (определяет какое давление будет в отсутствие управляющего сигнала на обмотках ЭМП) -

пределы изменения коэффициента 0,1 ≤

≤ 0,5.

Численные значения конструктивных параметров, используемые в численных экспериментах, определялись с помощью приведенных ниже формул.

Сила торможения штока гидроцилиндра принята согласно техническому заданию на проектирование ЭГСП равной

Н (13)

Рабочая площадь поршня гидроцилиндра

(14)

Первое значение диаметра поршня гидроцилиндра при известном диаметре штока

(15)

По полученному значению диаметра поршня назначается

, наиболее близкое к значениям ряда нормальных размеров.

Площадь поршня гидроцилиндра:

(16)

Наибольший расход жидкости, необходимый для работы ЭГСП, определяется геометрическими размерами гидроцилиндра и заданной скоростью поршня при минимальной нагрузке, поэтому:

, где

– максимальная производительность насоса (в отсутствие нагрузки, действующей на шток гидроцилиндра),

– максимальная скорость поршня гидроцилиндра (в соответствии с техническим заданием).

При расчетах характеристик привода учитывалась механическая характеристика выбранного электродвигателя насоса и зависимость потребляемого тока от нагрузки на валу. Характеристика представлена уравнением:

об/мин, (17)

где

- число оборотов вала электродвигателя,

- момент на валу электродвигателя.

Электрический ток, потребляемый электродвигателем насоса:

А (18)

Теоретическая производительность насоса:

(19)

Число зубьев шестерен насоса

, модуль зубчатого колеса

м.

Ширина зубчатых колес шестеренного насоса определена по формуле:

(20)

Ширина

принимается ближайшей из нормального ряда.

Уточненное значение удельной производительности насоса:

(21)

Суммарная площадь дроссельных окон, открываемых золотниковым плунжером, определяется из соотношения:

(22)

где

- проводимость окон, равная:

(23)

Площадь каждого из четырех дроссельных окон:

(24)

Площадь дроссельного окна связана с перемещением золотника соотношением:

(25)

Коэффициенты

определяются по расходно-перепадной характеристике (Рис. 3).

Гидравлическая постоянная времени привода:

, (26)

где

– приведенная жесткость нагруженного гидроцилиндра

, (27)

где

– приведенный модуль упругости гидроцилиндра

Механическая постоянная времени гидроцилиндра:

Постоянная времени демпфирования гидроцилиндра:

Коэффициент относительного демпфирования гидроцилиндра:

– объем полости гидроцилиндра при среднем положении поршня, здесь

м - ход поршня,

м³ – объем подводящего трубопровода гидролинии и мертвого объема гидроцилиндра,

[МПа] – модуль объемной упругости рабочей жидкости.

–масса подвижных частей управляемого объекта, приведенная к штоку привода:

кг, где

Н м с² – момент инерции управляемого объекта относительно оси вращения,

м – плечо управляемого объекта,

Н с/м

– жесткость крепления гидроцилиндра.

Н/м – жесткость опоры гидроцилиндра,

Н/м – жесткость связи штока с управляемыми органами объекта,

Н/м – “жесткость” позиционной нагрузки.

(28)

Н/м

Значения исходных величин при численных испытаниях ЭГСП первого типа представлены в табл.1.

Значения параметров ЭГСП первого типа

Таблица 1

Исходная величина	обозн.	значение	размерн.
Диаметр штока		0,012	м
Диаметр поршня гидроцилиндра		0,037	м
Площадь поршня гидроцилиндра		9,6410^-4	м²
Модуль зубчатых колес насоса:		0,001	м
Число зубьев зубчатых колес насоса		15
Ширина зубчатых колес насоса		0,0055	м
Удельная производительность насоса		5,1810^-7	м³/об
Начальное открытие золотника		0,00036	м
Радиус отверстий в золотнике		0,00175	м
Число отверстий во втулке золотника		4
Давление настройки предохранительных клапанов:		410⁶	Па
Сопротивление обмоток ЭМП		200	Ом
Индуктивность обмоток ЭМП		2,5	Гн
Постоянная времени и коэффициент передачи электрической цепи ЭМП		0,0125	с
		0,005	А/В
Постоянные времени и коэффициенты механической части ЭМП		1000	мм/А
		0,004	c
		0,133
		1,510^-5	м/рад
Коэффициенты линеаризованной расходно-перепадной характеристики (рис. 3)		0,292	м²/с
		6,4410^-10	м⁵/сН
Объем полости гидроцилиндра при среднем положении поршня		1,6410^-5	м³
Модуль объемной упругости рабочей жидкости		1250	МПа
Объем подводящего трубопровода и мертвый объем гидроцилиндра		510^-6	м³
Гидравлическая постоянная времени привода		0,00331	с
Механическая постоянная времени и коэффициент демпфирования гидроцилиндра		0,0114	с
		0,36
		0,0158	с

3.3 Результаты математического моделирования и оптимального проектирования двух типов автономных электрогидравлических следящих приводов