Побудова багатотактних систем керування

Для руху поршня вправо досить натиснути кнопку Х₁. Для повернення поршня у вихідне положення необхідно натиснути кнопку Х₂ (рисунок 6.12).

В однотактних системах відсутній зворотний зв'язок. Для того, щоб така система функціонувала, необхідно або участь людини, яка б натискала кнопки, або необхідно мати який-небудь пристрій, що подавав б вхідні сигнали. І в цьому випадку положення поршня силового циліндра не буде робити впливу на подачу вхідних сигналів (поршень зупинився, а сигнали йдуть).

Рисунок 6.12 –До питання синтезу багатотактних систем керування

Для того, щоб виключити людину із системи керування або для того, щоб вхідні сигнали подавалися лише після закінчення робочого ходу, необхідно зробити так, щоб вихід (вихідні сигнали) У₁ і У₂ залежали б від входу (вхідних сигналів Х₁ і Х₂).

Розглянемо систему керування зі зворотним зв'язком по переміщенню потоку (рисунок 6.13).

При натисканні на кнопку Х₁ повітря, яке поступає через канал Р, буде спрямоване у канал У₁. Цей сигнал буде стійко надходити доти, поки кулачок, досягши крайнього правого положення, не натисне на кнопку Х_2. У результаті цього з'явиться новий сигнал Х₂, що перекине струмінь повітря, що надходить з каналу Р в канал ₁.

Очевидно, що ці переміщення поршня вліво і вправо можливі завдяки тому, що тригер запам'ятовує сигнали, які надійшли раніше.

Розглянемо більш складний приклад побудови багатотактної системи керування (рисунок 6.14).

Система працює в такій послідовності: коли натиснуті Х₁ і Х₃, надходить сигнал У₁. Поршень 1 переміщається вправо – 1 такт, поршень 2 – нерухомий.

Коли шток натиснутий на кнопку Х₂ повинний з'явиться сигнал У₂ і поршень 2 переміщається вправо, а поршень 1 – нерухомий.

Рисунок 6.13 – Схема багатотактної системи зі зворотним зв'язком по переміщенню поршня

Рисунок 6.14 – Схема багатотактної системи керування з двома гідроциліндрами

Коли натиснута кнопка Х₄, з'явиться сигнал ₁ на повернення поршня 1. При натисканні кнопки Х₁ з'явиться сигнал ₂ на повернення поршня 2.

Складемо таблицю роботи багатотактної системи.

Таблиця 6.6 - Робота багатотактної системи

Сигнали	Такти
Х₁
Х₂
Х₃
Х₄
У₁
₁
У₂
₂

Опис роботи виразиться наступним рівнянням вихідних сигналів:

У₁ = Х₁ ₂ Х₃ ₄;

У_{2 = 1} Х₂ Х₃ ;

₁ = ₁ Х₂ ₃ Х_4;

_{2 =}Х₁ ₂ ₃ Х_4.

Після спрощень даних рівнянь, одержимо:

У₁= Х₁ Х₃; У₂ = Х₂ Х₃; ₁= Х₂ Х₄; ₂= Х₁Х₄..

Для побудови багатотактної системи на основі отриманих рівнянь необхідно мати 4 елементи “И”. Схема керування має наступний вид (рисунок 6.15).

Вищенаведена таблиця станів системи керування розглядається на можливість реалізації. Вважається, що таблиця 6.6 реалізована в тому випадку, коли відсутні співпадаючі такти.

Рисунок 6.15 – Схема функціональної багатотактної системи керування з двома гідроциліндрами

Так, наприклад, у таблиці для іншої системи керування (дивись таблицю 6.7) виходить, що 2 і 4 такти збігаються. Тому вона нереалізована, тому що при однакових комбінаціях вхідних сигналів, повинні утворюватися різні вихідні сигнали.

Таблиця 6.7 – Система зі співпадаючими тактами


Х₁
Х₂
Х₃
Х₄

Для реалізації заданого циклу потрібно розв'язка співпадаючих циклів. Розв'язка досягається за рахунок установки тригерів. Тригер включають перед першим співпадаючим тактом і виключають його перед другим.

Таблиця 6.8 – Модернізована таблиця з установкою тригера Х_т

Х₁
Х₂
Х₃
Х₄
Х_т
У_т
У_т

У систему додані також сигнали У і для керування тригером.

Контрольні питання

1. В чому принцип дії логічного елементу?

2. Які відмінності логічних елементів системи “Волга” і УСЕППА?

3. Які відмінності однотактної системи керування від багатотактної?

4. Яке призначення має тригер СТ-42?

5. Назвіть основні закони перетворення операцій булевої алгебри?

6. Яке призначення має функціональна схема керування?

7. Запишіть таблицю істинності логічного елементу “И”?

8. Яку функцію виконує логічний елемент “ИЛИ-НЕ-ИЛИ”?

РОЗДІЛ 7

ОБ'ЄМНІ НАСОСИ

Під насосом у загальному випадку розуміється енергетична машина чи установка, що призначена для перекачування середи (рідини) при одночасному збільшенні тиску (чи кінетичної енергії) (рисунок 7.1).

Рисунок 7.1 – Класифікація об’ємних насосів

Однопоршневі насоси

У промисловості випускаються поршневі насоси з ручним (рисунок 7.2,а) і кривошипно-шатунним (рисунок 7.2,б) приводами.

у гідросистему

а)

у гідросистему

крайнє положення

б)

Рисунок 7.2 – Принципова схема однопоршневого насосу:

а – з ручним приводом;

б – із кривошипно-шатунним приводом.

Основними частинами однопоршневих насосів є: 1 – робоча камера, 2 – витискач, 3 – шатун, 4 – кривошип, 5,6 – зворотні клапани, 7 – циліндр, 8 – рукоятка.

Робота насоса включає наступні цикли:

а) заповнення робочої камери рідиною;

б) витиснення робочої рідини в гідросистему.

Максимальне переміщення поршня(дивись рисунок 7.2, а), відповідне переміщення -.

Так як довжина шатуна значно більше, ніж радіус кривошипа тобтоприймають , тоді

. (7.1)

При переміщенні поршня вправо (дивись рисунок 7.2) тиск у робочій камері знижується до р_абс. Під різницею тисків (р_ат– р_абс) рідина з бака заповнює робочу камеру. При переміщенні витискача з правого положення вліво рідина витісняється з робочої камери з тиском р у гідросистему через зворотний клапан 6.

нагнітання

всмоктування

Рисунок 7.3 – Графік подачі насоса

Швидкість переміщення витискача ,

де ω - кутова швидкість кривошипа.

Після диференціювання функції переміщення , що визначається виразом (7.1), одержимо .

Витрата рідини, що витісняється з робочої камери, виразиться без врахування витоків, як

, (7.2)

де S – площа поршня витискача.

Таким чином, графік подачі рідини насосом у функції ходу поршня , буде мати вид (рисунок 7.3). На ділянці від 0 до відбувається всмоктування рідини; на ділянці від до 2- нагнітання.

З рівняння (7.2) випливає, що подача змінюється за законом синусоїди .

Прискорення поршня

або

тобто прискорення поршня змінюється в залежності від кута повороту кривошипа за законом косинуса і пропорційно другого ступеня частоти обертання кривошипа.

Таким чином, за один оберт кривошипа відбувається всмоктування і нагнітання рідини. Щоб зменшити нерівномірність подачі рідини, застосовується насос із двома робочими камерами (рисунок 7.4.).

Рисунок 7.4 – Принципова схема двопоршневого насосу:

1,2 – робоча камера;

3 – витискач;

4 – рейкова шестірня.

При переміщенні поршня 3 вправо рідина в гідросистему надходить з камери 2, при переміщенні поршня вліво – з робочої камери 1. У такий спосіб при зворотно-поворотному обертанні рейкової шестірні 4, графік подачі являє собою криву, показану на рисунку 7.5.

Рисунок 7.5 – Графік подачі насоса з двома робочими камерами

Індикаторна діаграма насоса

Індикаторна діаграма являє собою запис тиску в циліндрі насосу в залежності від переміщення поршня чи від кута повороту приводного механізму φ. Вона отримала свою назву від приладу – індикатора тиску.

Для однопоршневого насоса індикаторна діаграма показана на рисунку 7.6.

Рисунок 7.6 – Індикаторна діаграма однопоршневого насоса

На ділянці проходить наповнення робочої камери рідиною, на ділянці - підвищення тиску при виштовхуванні рідини через клапан, золотникове вікно і т.п., на ділянці відбувається виштовхування рідини з поршневої камери в напірний трубопровід, на ділянці - зниження тиску при з'єднанні поршневої камери з усмоктувальним трубопроводом. При всмоктуванні поршень робить роботу з підняттю стовпа рідини в усмоктувальному трубопроводі. На початку ходу усмоктування (крапка ) і наприкінці ходу підвищення тиску (крапка b) спостерігаються короткочасні зміни (сплески) тиску, обумовлені інерційністю рідини в перехідних процесах. Індикаторний тиск .

Роторний радіально-поршневий насос

Пристрій і принцип дії. Радіально-поршневий насосскладається з циліндрового ротора 3 (рисунок 7.7) з зіркоподібним розташуванням циліндрів, статора 2, зміщеного щодо ротора на величину ексцентриситету e, поршнів 1, що вставлені в циліндри і розподільної нерухомої осі 4.