Пропорційна гідравліка

Практическое задание №1. Знакомство с работой пропорционального распределительного клапана. Необходимо подключить распределительный клапан и «блок управления» согласно схеме, приведенной на рис. 1.6.

+24В

а

b

0В

Рисунок 1.6. Схема подключения пропорционального клапана и «блока управления»

Задача 1.1. Управление работой клапана с помощью настройки различных значений для одного входного сигнала (W1).

Необходимо задать разные значения входного сигнала и определить соответствующие значения выходного сигнала.

Параметры входного сигнала установить с помощью задатчика. Величина сигнала (W1, B) должна принимать положительные и отрицательные значения (табл. 1.1). Для сигнала каждого уровня необходимо задать скорость формирования значения (рампу), соответствующую направлению изменения сигнала. Полученные данные внести в табл. 1.1.

11

Задача 1.2. Работа клапана при подаче различных значений входных сигналов в определенной последовательности.

Сформировать циклограмму изменения входного и выходного сигналов в соответствии с табл. 1.2. Скорость изменения сигнала для всех участков циклограммы выбрать с учетом величины и длительности сигнала.

IA, mA

800

600

400

200

IВ, mA

800

600

400

200

0 -1,0 -2,0 -4,0 -6,0 -8,0 UВ, B

Рисунок 1.7. Зависимости выходного пропорционального сигнала (тока) от заданного уровня напряжения

12

По полученным в ходе эксперимента значениям для электромагнитов А и В построить графики зависимости выходного сигнала от уровня входного напряжения (рис. 1.7), а также зависимости входного и выходного сигналов от времени (рис. 1.8). При необходимости число экспериментальных точек может быть увеличено.

IA, UA, mA B

800 8

600 6

400 4

200 2

IВ, UВ, mA B

800 -8

600 -6

400 -4

200 -2

Рисунок 1.8. Временные циклограммы тока управления пропорционального сигнала и входного напряжения усилителя

13

Практическое задание №2. Управление работой гидроцилиндра с помощью пропорционального распределительного клапана. Необходимо собрать систему управления движением штока гидроцилиндра согласно схеме, представленной на рис. 1.9. С помощью задатчика установить сигналы W1 = 2,5В (4В, 6В, 8В) для электромагнита А, и W1 = -2,5В (-4В, -6В, -8В) для электромагнита В. Записать для каждого значения входного напряжения выходную величину тока. Рассчитать скорость движения штока гидроцилиндра для каждого значения входного сигнала.

Примечание. Требуемый уровень давления в гидросистеме обеспечивается с помощью клапана давления, который размещен непосредственно на насосной станции.

Рисунок 1.9. Схема управления работой гидроцилиндра с помощью пропорционального распределительного клапана

14

времени при определении расхода используется электрореле с задержкой по переднему фронту 7 (рис. 2.2). Начало опыта задается сигналом от кнопки S (рис. 2.2), завершение опыта происходит автоматически – при выключении реле времени.

Длительность установленного в задатчике сигнала должна быть не меньше расчетного времени опыта. Время рампы сигнала может быть равно нулю, иначе длительность сигнала должна быть увеличена на время переходного процесса.

+24В

K1

Y

K3

K1 K2 K3

0В

Рисунок 2.2. Схема системы управления для определения характеристик пропорционального клапана давления:

1 – задатчик, 2 – усилитель, 3 – пропорциональный магнит клапана давления, 4 – оптический датчик, 5 – счетчик, 6 – кнопка включения начала отсчета, 7 – реле времени

Порядок проведения работы. Выбрать 8 значений входного управляющего сигнала и занести их в таблицу 2.1. Установить с помощью электрореле 7 (рис. 2.2) время каждого опыта, измерить его длительность секундомером. Занести значение в таблицу.

Задать первый уровень расхода с помощью дросселя с регулятором. Установить с помощью задатчика первый уровень входного напряжения (в соответствии с таблицей) и его длительность (не меньше времени опыта). Установить показания счетчика 5 (рис. 2.2) на «0». Подать сигнал от кнопки S. После завершения работы счетчика занести его показания в таблицу. Во время опыта определить давление, показания манометров занести в таблицу.

После завершения опыта установить в задатчике второй уровень входного сигнала и повторить работу сначала. Аналогичные опыты выполнить для всех занесенных в таблицу значений входного управляющего напряжения.

Повторить серию экспериментов для всех последующих значений расхода.

16

По полученным данным построить графические зависимости давления на входе в клапан от уровня входного напряжения для всех значений расхода

(рис. 2.3).

Используя полученные зависимости рассчитать величину требуемого управляющего сигнала (напряжения) для поддержания необходимого уровня давления при значении расхода, заданном преподавателем.

Рассчитать погрешность поддержания постоянного уровня давления при изменении расхода в линии от Q1 до Q2.

17

Сформулировать выводы по итогам экспериментальных исследований. Составить последовательность действий при настройке клапана давления для задачи создания требуемого управляющего усилия гидравлическим приводом. Составить схему системы с пропорциональным клапаном давления, используемым для поддержания груза (при положительной внешней нагрузке на привод).

Задание 2.2. Построение расходной характеристики распределительного клапана с пропорциональным управлением.

Цель работы – построение рабочей характеристики клапана, описывающей зависимость расхода от величины управляющего сигнала при разных значениях перепада давления.

Расходная характеристика клапана позволяет рассчитать требуемое значение пропорционального управляющего сигнала для обеспечения заданного расхода при известном перепаде давлений на клапане.

Для определения расходной характеристики необходимо собрать схему (рис. 2.4). Электрорелейная схема системы управления выполняется аналогично предыдущему эксперименту (рис. 2.2). Расходная характеристика для пропорционального клапана имеет вид семейства зависимостей расхода от перепада давления для различных уровней управляющего сигнала (разных положений золотника).

Порядок проведения работы. Выбрать пять положительных значений входного управляющего сигнала W1 и пять отрицательных значений входного управляющего сигнала W2, занести их в таблицы 2.2 и 2.3. Выбрать диапазон изменения расхода и задать пять уровней расхода для проведения серии экспериментов.

Задать с помощью реле времени длительность экспериментов, измерить время опыта секундомером и занести показания в таблицу.

Установить в задатчике первый уровень входного управляющего сигнала (в соответствии с таблицей) и его длительность (не менее времени опыта).

18

Задать первый уровень расхода и соответствующего перепада давлений на клапане с помощью дросселя с регулятором. Установить показания счетчика

5 (рис. 2.2) на «0».

1

+24В

а

b

0В

Рисунок 2.4. Принципиальная схема подключения пропорционального распределительного клапана и «блока управления» при определении расходной характеристики:

1 – дроссель с регулятором, 2 – манометр в нагнетательной линии Р клапана, 3 – пропорциональный клапан, 4 – манометр в линиях А и В клапана, 5 – манометр в сливной линии Т клапана, 6 – гидромотор-расходомер, 7 – флажок-индикатор, 8 – оптический датчик

Для начала опыта подать сигнал от кнопки S. После завершения работы счетчика занести его показания в таблицу. Во время опыта определить давление на входах и выходах клапана, показания манометров 2, 4 и 5 занести в таблицу.

Повторить опыт для остальных уровней перепада давлений на клапане (настройка перепада выполняется с помощью дросселя с регулятором 1, рис. 2.4). Экспериментальные данные опытов занести в таблицы 2.2 и 2.3.

После завершения опыта с последним значением перепада давлений, установить в задатчике второй уровень входного пропорционального сигнала. Повторить серию опытов с теми же значениями перепада давлений, что и при предыдущем уровне управляющего сигнала.

19

Повторить аналогичные серии опытов для всех положительных и отрицательных уровней входного управляющего сигнала. Данные опытов занести в таблицы 2.2 и 2.3. По полученным экспериментальным данным рассчитать значения расхода:

20