Разработка следящего гидропривода (стр. 5 из 6)
,где
и 
- соответственно скорости движения жидкости в элементах нагнетательного трубопровода и скорость движения поршня; 
и 
- соответственно площади поперечного сечения отдельных элементов нагнетательного трубопровода и эффективная площадь поршня гидроцилиндра.Тогда
, 
но 
, следовательно, 
,или
.Для дросселя можно записать:
,где
- площадь проходного отверстия дросселя по условному проходу, 
.Так как скорость потока жидкости входит в формулу потерь давления в квадратичной зависимости, то определенные ранее потери давления жидкости в соответствующих элементах трубопровода нужно умножить на коэффициенты:
и 
.Суммарные потери давления жидкости в нагнетательном трубопроводе могут быть выражены зависимостью
,где
- коэффициент сопротивления нагнетательного трубопровода, Н·с2/м, 
.Аналогично могут быть выражены суммарные потери давления жидкости в сливном трубопроводе ( участок ВГ ):
,где
- коэффициент сопротивления сливного трубопровода, Н·с2/м,
- коэффициент сопротивления дросселя, Н с2, 
.Тогда уравнение равновесия сил, действующих на поршень гидроцилиндра примет вид
.Отсюда скорость движения поршня ( штока ) гидроцилиндра, м/с,
. 
; 
; 
; 
.Механические и скоростные характеристики гидроприводов рассчитываем для заданного диапазона бесступенчатого регулирования скорости движения поршня ( штока ) гидроцилиндра от
до 
.В зависимости от заданных пределов регулирования скорости движения поршня ( штока) гидроцилиндра определяются максимальная и минимальная площади проходного сечения дросселя по условному проходу.
где
и 
- соответственно заданные пределы изменения скорости движения поршня ( штока ) гидроцилиндра, м/с; 
- заданное номинальное усилие на штоке гидроцилиндра, Н; 
и 
- соответственно максимальная и минимальная площади проходного сечения дросселя по условному проходу, м2. 
- расчетное давление на выходе из насоса, 
.Проверка правильности расчетов:
,где
- максимальная площадь проходного отверстия выбранного типоразмера дросселя ( определяется по условному проходу дросселя ).Принимая несколько значений
в пределах 
(промежуток 
разбиваем на несколько значений 
), а также изменяя F в пределах 
, вычисляем параметры механических и скоростных характеристик гидропривода.Максимальное значение усилия сопротивления на штоке гидроцилиндра, при действии которого поршень ( шток ) остановится ( u=0 ), определится из условия.
, откуда 
Методика определения скорости движения поршня гидроцилиндра на основании уравнения равновесия сил, действующих на гидроцилиндр, не учитывает конечную производительность источника питания. Поэтому при подстановке в формулы малых усилий F могут получиться значительные скорости движения поршня ( штока ) гидроцилиндра. В действительности в гидроприводе установлен насос с нерегулируемым рабочим объемом, который имеет конечную паспортную номинальную производительность
. Максимально возможная ( предельная ) скорость движения поршня ( штока) гидроцилиндра определяется: 
.Следовательно, расчет скоростей движения поршня имеет смысл производить только до тех пор, пока
.Полученные в результате вычислений данные занесены в таблицу 1. Используя данные таблицы 1, построены механические (естественная и искусственные) характеристики и скоростные характеристики гидропривода (рисунок 2).
а)
б)
Рисунок 2 – Механические ( а ) и скоростные ( б ) характеристики гидропривода
Таблица 1 – Параметры механических и скоростных характеристик гидропривода
| Усилие F на штоке, Н | Скорость υ движения штока, м/с, при | ||
 ,м2 |  |  ,м2 | |
| Fмакс=12874 | 0 | 0 | 0 |
| FЗ=8157 | 0,01 | 0,36 | 0,57 |
| 0,75FЗ=6118 | 0,012 | 0,43 | 0,69 |
| 0,5FЗ=4079 | 0,014 | 0,49 | - |
| 0,25FЗ=2039 | 0,015 | 0,54 | - |
| F=0 | 0,017 | 0,592 | - |
12 АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ДИНАМИЧЕСКОЙ ЛИНЕАРИЗОВАННОЙ МОДЕЛИ СЛЕДЯЩЕГО ГИДРОПРИВОДА
Цель анализа и синтеза динамической модели следящих гидроприводов с дроссельным и объемным регулированием скорости – проверить устойчивость работы гидропривода по характеру переходного процесса и при необходимости определить параметры корректирующих устройств.