Лекция № 11 Исполнительные механизмы и регулирующие органы.

Исполнительный механизм (ИМ) – это узел системы управления, на который непосредственно воздействует регулятор.

Характеристики исполнительных механизмов.

1) Коэффициент усиления по мощности:

М_вых – мощность на выходе

М_вх – мощность на входе

2) Мощность выходного узла (усилие выходного узла).

Классификация исполнительных механизмов.

1. По принципу действия:

а) Электрические:

- электромагнитные

- соленоидные

- электродвигательные (однооборотные и многооборотные)

б) Пневматические:

- мембранные

- поршневые

- гидравлические (обычно поршневые)

Сравнительные характеристики:

Электрические ИМ обладают быстродействием и высокой точностью, однако имеют повышенные размеры и массу.

Пневматические ИМ имеют сравнительно хорошее быстродействие, удовлетворительную точность.

Гидравлические имеют низкое быстродействие, однако, очень высокую мощность на выходе.

Схема поршневого ИМ:

1 – цилиндр

2 – поршень

3 – сальник

4 – шток

5 – кулачок

6 – возвратная пружина

При подаче командного давления Р_К, поршень под действием давления в левой половине цилиндра перемещается вправо. Шток развивает усилие: давление, умноженное на площадь поршня. Кулачок необходим для указания положения поршня. На определенном месте установлен микровыключатель, на который воздействует кулачок.

Двухсторонний поршневой ИМ отличается отсутствием возвратной пружины и наличием второго командного давления Р_К2.

Регулирующие органы (РО) –

предназначены для воздействия на объект управления, путем изменения подачи энергии или материальных потоков.

Характеристики РО:

1. Конструктивная характеристика – это зависимость изменения площади поперечного сечения потока от хода клапана: S = f (∆x).

Односедельный тарельчатый клапан

1 – корпус

2 – седло

3 – тарельчатый клапан

4 – шток

5 – сальник

∆x – ход клапана

3. Рабочая характеристика – зависимость расхода среды через регулирующий орган от перемещения (хода) клапана при P≠const. Если бы давление не изменялось, то характеристика называлась бы идеальной. Такая характеристика более проста в расчете.

Недостаток односедельного клапана в том, что при перемещении клапана на штоке должно быть усилие, большее, чем рабочее давление потока (среды), поэтому ИМ и РО работает в напряженном режиме, соответственно быстро выходит из строя.

Этого недостатка лишен двухседельный клапан.

Золотниковый клапан

1 – корпус

2 – седло

3 – золотник с окнами

4 – шток

5 – сальник

Здесь среда на золотники действует в противоположных направлениях, поэтому шток механически разгружен, т.е. работает в ненапряженном режиме.