Основные гидравлические схемы дизайн: соображения, схемы динамики

В наших последних нескольких дискуссий, мы видели, как цикл профилирования предлагает системный подход к жидкости конструкция власти (см. сентября 2007, Дизель Прогресс ") и как нагрузка анализа можно считать ключом к профилирования цикла и параметрического определения. Теперь мы будем продолжать, глядя на динамические условия в схемах, таких, как наката и инерционные нагрузки.

Цикл профиль для передачи применения рис. 1 показана на рис. 2. Он основан на количественных стационарном анализ на примере проблемы мы обсуждаем и будет аналогична с профилем, для 1 линейный привод в экскаватор проблемы мы обсуждали ранее.

Мы до сих пор считается разомкнутой цепи гидравлического расчета и эффективность на основе стационарных условиях. Стационарные проектирование и анализ предполагает никаких изменений в состоянии переменной со временем. Рис. 3 показан профиль скорости на рис. 2 простых гармонических колебаний добавил, как метод 4. Когда мы обсуждали ранее выбор профиля скорости, Метод 1 был представлен в качестве случае стационарной скорости, что имеет место в течение интервала времени [t.sub.3] - [t.sub.1]. Мы размещены ускорения и замедления периода, [t.sub.i] - 0 и [t.sub.5] - [t.sub.4] в предположении равномерного (стационарного) ускорение:

[[Bar.a]. Sub.a] = ([v.sub.1] - [v.sub.0 ])/([ t.sub.1] - [t.sub.0])

и

[[Bar.a] = ([v.sub.5] - [v.sub.3 ])/([ t.sub.5] - [t.sub.4]).

Таким образом, предполагается, наклон кривой скорости в те промежутки времени, постоянным. Для большинства проектов, этот подход может быть достаточно точными, тем более что разработчик системы может быть принужден к догадываться многих параметров машины. Однако, когда изменения в такой параметр, как скорость, должны рассматриваться, более точное выражение для скорости и ускорения будет:

V = [??] = ах / DT

и

= [??] = [??] = [d.sup.2] х / [dt.sup.2] = DV / DT.

[Рисунок 1 опущены]

В случае метода 4 в профиле скорости, переменная должна быть выражена как функция времени, поскольку они меняются постоянно и стационарные, а уже говорилось ранее, не имеет смысла.

Для гармонических колебаний,

S = N грех [Омега] т,

[??] = V = [Омега] N соз [Омега] т,

и

[??] = V = = [[Омега]. Sup.2] N грех [[Омега] Т.

Превышения нагрузок

Рис. 4 простой пример превышения нагрузки. Важной частью работы цикла "лезть фрезерные" операции, в ходе которого резак производит нагрузки реакции в том же направлении, как движение поршня.

[Рисунок 2 опущены]

[Рисунок 3 опущены]

На первом этапе, ускорение и быстрый поперечной фазы цикла анализируются так же, как и в предыдущем примере. Далее, в точке, где заготовка контакты катер, скорость должна быть изменена в соответствии с желаемой ставки сбора. Это показано на скорость участок на рис. 4.

Обычный метод достижения этой цели является смещение клапан контроля направления, с тем чтобы довести клапан контроля метров из положения в цепи. С [микро] P / [микро] C управляемой системы, изменения в метр отказа может быть запрограммирован или с следящей системы, снижение скорости передачи будут выделены и сервопривод клапана, используемого для управления потоком.

Скорость подачи и скорости поршня определяются из обработки характеристик материала. Что касается жидкости схемных власти, то она является независимой переменной.

На третьем этапе, величина превышения нагрузки могут быть рассчитаны по размерам и катер лошадиных сил двигатель, который управляет им. Общая нагрузка во время подачи часть цикла состоит из резак силы минус сила трения сопротивления движению. Заметим, что это негативная сила, то есть противоположный в том смысле, что нормальное давление должно быть разработано на конце стержня поршня, удержать ее.

В последнем шаге, направление движения должно быть отменено в течение быстрого возвращения фазы цикла, чтобы вернуть таблицу в исходное положение. Метод анализа такой же, как и в предыдущем примере. Рисунок 7 показывает, как скорость потока, силы и давления участков будет выглядеть.

[Рисунок 4 опущены]

[Рисунок 5 опущены]

[Рисунок 6 опущены]

Инерционным нагрузкам

Рис. 5 показывает, гидравлический мотор рулем маховика. 2 основных проблем с применением таких, как этот, или колеса на мобильные машины, начинаете нагрузки от нулевой скорости состояние и изменения в скорости вращения после загрузки работает.

Во-первых, рассмотреть вопрос о запуске нагрузки. Соотношение между прикладными крутящего момента и угловое ускорение T = [J.sub.m] [А], где [J.sub.m] является массовой момент инерции и [] альфа углового ускорения. Крутящий момент, необходимые для обеспечения вращающейся нагрузки до скорости зависит от того, насколько быстро скорость должна быть достигнута.

Это вопрос для дизайнера, чтобы решить на основе применения параметров. Обычная процедура в соответствии с мотором в рамках рабочего цикла, и пусть ускорения сам о себе позаботится. Если указанные ускорение должно быть достигнуто, двигатель должен быть согласован с ускорением не стационарного скорости вращения.

[Рисунок 7 опущены]

При определении привода для данного приложения, разработчик должен позаботиться, чтобы выбрать один с достаточной крутящего момента. Лошадиная сила сама по себе не отражают способность двигателя предоставить необходимые крутящий момент на низких скоростях.

Во-вторых, если фиксированной перемещения гидравлический насос используется для такого применения, часть насоса свалятся на клапан при ускорении. Это показано в цикле участок на рис. 6.

Насос должен быть размером поставлять достаточно нефти, чтобы запустить процесс на этапе проектирования скорости. При разгоне, насос будет поставлять больше нефти, чем может поглотить двигателя, так как двигатель не достигает расчетной скоростью до конца периода ускорения. Это устройство является хорошим местом для компенсации давления, насос переменного объема. Такой насос будет корректировать свою продукцию, которая требуется в системе в зависимости от давления в системе.

Затем определите, как ситуацию, в которой процесс проходит при расчетной скорости и изменения в скорости призвал. Скорость изменения могут быть либо увеличение скорости или снижение скорости. Если увеличение скорости вращения необходим, то увеличение крутящего момента, [DELTA T], будут необходимы, [DELTA] T = [J.sub.m] [ДЕЛЬТА] Т.

Есть два возможных подхода к решению проблемы увеличения скорости. Одним из них является определить максимально возможный ответ с имеющимися максимального крутящего момента. Так работает крутящий момент будет меньше крутящего момента, необходимого для ускорения, то будет избыток возможностей для изменения скорости. Вторая заключается в определении момента, необходимых для достижения изменений в той или иной промежуток времени. Предположим, что необходимо внести изменения скорости в [DELTA T] сек для размещения какого-либо процесса требования. Тогда крутящий момент, необходимые для изменения могут быть рассчитаны на основе [DELTA] Т.

Рассмотрим второй случай, когда скорость изменений является снижение скорости вращения, а не расти. В этом случае, система должна быть способна поглощать энергию, а не в обеспечении его. Фрикционных потерь помощь в замедлении нагрузки. Таким образом, замедление происходит 20% быстрее, чем ускорение с одинаковыми параметрами.

Следует признать, что схема должна быть разработана для поглощения избыточной энергии в период замедления.

Иллюстрации на рис. 7 ставит ситуацию в перспективе. Это показывает простой насос-клапанным двигателем схема представлена несколькими способами: в блок-схеме, в ISO символов, в функциональные диаграммы, где компонент аппаратных характеристик заменить символы и параметрического диаграмма, показывающая, каким образом каждый параметр меняется с помощью давления в качестве независимой переменной . Обратите внимание, что оси для насоса и двигателя, и инвертированных, представляя, что это повышение давления через насос в то время как существует перепад давления двигателя. Нагрузки и цикл анализа профиля мы обсуждали должны отражать эти виды параметрических связей.

BY HENKE РУСС, PE, CFPE

Некоторая информация и иллюстрации к этой статье из "Жидкость Power Systems