Пропорційна гідравліка
.pdfДля распределительного клапана (модули 1 (Y1) и 2 (Y2)) траекторию тока управления задают комбинации включения-выключения модулей 7 и 9 (Выкл_Y7, Выкл_Y9) или модулей 8 и 9 (Выкл_Y8, Вкл_Y9) (рис. 5.2).
С выхода 9-го модуля сигнал поступает на один из магнитов клапана. Для указания магнита 7 или 9 (Y1 или Y2) установлено дополнительное реле Y10, которое включается одновременно с включением первого модуля и выключается одновременно с включением второго модуля: прессование Вкл_Y1, Выкл_Y10, возврат пресса Вкл_Y2, Вкл_Y10 .
Логический синтез. В соответствии с распределением системы на модули уточняем циклограмму работы привода и составляем последовательность включений и выключений модулей:
1. Подготовка уровня сигнала предварительного прессования IA-V1: ВКЛ Y4
Подключение траектории выхода «В» (IВ-баз) к клапану давления: ВКЛ Y8
2.Предварительное прессование (действует до сигнала датчика ХM) Включение давления предварительного прессования:
ВКЛ |
Y3 |
Включение выдвижения штока (до сигнала датчика ХF): |
|
ВКЛ |
Y1 |
3.Окончательное прессование (действует до сигнала ХF)
(настройка)
Подключение траектории выхода «В» к распределительному клапану:
ВЫКЛ |
Y8 |
ВКЛ |
Y9 |
Изменение уровня сигнала выхода «А»: |
|
Выключение уровня первой скорости (IA-V1): |
|
ВЫКЛ |
Y4 |
Включение уровня максимального давления (IA-Pmax): ВКЛ Y5
(действия)
Подключение траектории выхода «А» к клапану давления:
ВЫКЛ |
Y3 |
ВКЛ |
Y7 |
4.Возврат пресса (действует до сигнала XS)
(настройка)
Подключение траектории выхода «В» к клапану давления:
ВКЛ |
Y3 |
ВКЛ |
Y8 |
Выключение уровня максимального давления (IA-Pmax): ВЫКЛ Y5
Включение уровня скорости отвода (IA-V3): ВКЛ Y6
51
Подключение траектории выхода «А» к распределительному клапану:
ВЫКЛ |
Y7 |
ВЫКЛ |
Y9 |
(действия) |
|
Выключение прессования: |
|
ВЫКЛ |
Y1 |
Втягивание штока: |
|
ВКЛ |
Y2 |
ВКЛ |
Y10 |
5. Перевод системы в исходное состояние |
|
ВЫКЛ |
Y2 |
ВЫКЛ |
Y10 |
ВЫКЛ |
Y3 |
ВЫКЛ |
Y6 |
ВЫКЛ |
Y8 |
Все модули системы строим в форме элементов памяти. Дополнительными (внешними) сигналами при переходе между дугами графа будут сигналы от датчиков ХS, ХM и ХF. Составляем последовательность команд и функциональный граф системы:
X X X X
start →4,8 →3,1 M →8,9,4,5 →3,7 →F 3,8,5,6 →7,9,1 →2,10 S →2,3,6,8,10
Дополняем систему элементами памяти, составляем логические выражения команд.
Примечание. Поскольку все элементы системы имеют вид элемента памяти, реализованного по однотипным схемам на реле с одинаковыми характеристиками, схема может быть упрощена путем «неполного» контроля завершающих дуг на тех переходах, на которых выполняются действия устройствами гидропривода.
Экспериментальная проверка работы гидропривода пресса.
Подготовительная работа:
•составить и собрать электрорелейную схему системы управления;
•составить и собрать гидросхему привода пресса;
•обеспечить возможность включения и остановки привода (кнопка SV);
•обеспечить перевод привода в исходное положение (кнопка S1);
•настроить параметры задатчика на управление скоростью и давлением в соответствии с таблицами 5.1 и 5.2;
•настроить давление в системе при неподвижном приводе;
•задать четыре уровня давления имитации нагрузки, занести в табл. 5.3;
•измерить ход предварительного прессования Lпр, ход окончательного прессования Lпр , полный ход привода Lполн (для расчета скорости);
•внести расчетные значения скорости, давления и времени в таблицу 5.3.
52
Экспериментальное определение эксплуатационных параметров и зависимостей:
•провести 4 опыта при разных значениях нагрузки окончательного прессования (задается с помощью клапана давления 9 в сливной линии,
рис. 5.1);
•рассчитать и внести в таблицу действительные значения скорости;
•внести экспериментальные значения давления, времени действий привода, времени цикла в табл. 5.3.;
•проанализировать несоответствие расчетных и действительных параметров работы привода:
-давление, скорость;
-длительность технологического цикла;
•построить зависимость скорости привода от величины нагрузки окончательного прессования;
•построить зависимость длительности цикла от величины нагрузки окончательного прессования.
Расчетные и экспериментальные данные работы привода пресса
опыта |
Режимы |
Давл. |
Ток |
Время |
Давление |
Скорость, |
||
управл., |
прессования, |
|||||||
|
работы |
нагр., |
действия, с |
м/с |
||||
№ |
привода |
МПа |
mA |
|
МПа |
|
||
IA IВ |
Эксп. Расч. |
Эксп. |
Расч. |
Эксп. Расч. |
||||
Предв. прес.
1Оконч. прес. Отвод пресса Предв. прес.
2Оконч. прес. Отвод пресса Предв. прес.
3Оконч. прес. Отвод пресса Предв. прес.
4Оконч. прес. Отвод
пресса
Таблица 5.3.
Время цикла,
с
Эксп. Расч.
53
V2, м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0,04 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 5.3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Зависимость |
скорости |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
привода пресса |
от |
|
0,03 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
давления |
нагрузки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
окончательного |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
прессования Рнагр |
|
|
0,02 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,0 |
2,0 |
3,0 |
4,0 |
|
Рнагр, МПа |
|
|
||||||||
T, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 5.4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Зависимость длительности |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
эксплуатационного |
цикла |
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
от давления |
нагрузки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
окончательного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
прессования Рнагр |
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,0 |
2,0 |
3,0 |
4,0 |
Рнагр, МПа |
|
|
|||||||||
Контрольные вопросы
1.При каких условиях может быть построена схема с управляемой траекторией пропорционального сигнала?
2.Зачем в схеме с управляемой траекторией нужен базовый ток второго выхода усилителя?
3.Чем вызвана зависимость времени цикла от величины нагрузки?
4.Сколько пропорциональных клапанов может получать сигнал управления от одного блока?
5.Зачем в схеме с управляемой траекторией установлены дополнительные реле
Y3 и Y9?
6.Можно ли схему с управляемой траекторией применить для управления несколькими гидравлическими цилиндрами и моторами?
54
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.Введение в мехатронику / Под ред. О.М.Яхно, О.М.Яхно, А.В.Узунов, А.Ф.Луговской, В.А.Ковалев, Ю.А.Пыжиков, А.П.Губарев.- К.:
НТУУ»КПИ», 2008.- 528с.
2.Гідроприводи та гідропневмоавтоматика. Підручник./ В.О. Федорець, М.Н. Педченко, В.Б.Струтинський та ін.- К.: Вища шк., 1995.- 463с.
3.Губарев А.П. Дискретно-логическое управление в системах гидропневмоавтоматики: Учебное пособие.- К.: ИСМО, 1997.- 224с.
4.Губарев А.П., Левченко О.В. Механотроника: от структуры системы к алгоритму управления: Учеб. Пособие.- К.: НТУУ»КПИ», 2007.- 180с.
5.Лур’е З.Я., Гасюк О.І. Динаміка об’ємних гідропневмосистем загально промислового призначення: Навч. посібник - Харків: НТУ „ХПІ”, 2008.- 112с.
6.Черкашенко М.В. Автоматизація проектування систем гідро- і пневмоприводів з дискретним управлінням: Навч. посібник.-2-е вид.,перероб.-Харків: НТУ”ХПІ”, 2001.-182с.
7.Черкашенко М.В. Гидропневмоавтоматика. Под общ.ред. К.В.Савельева.- Харьков: ГИДРОЄЛЕКС, 2002.- 75с.
8.Шольц Д. Пропорциональная гидравлика. Основной курс: Учебник.- ДП
„ФЕСТО”.- Киев.- 2002.- 123с.
9.Mechatronika/ pod kier. Dietmara Schmida.- Polish edition REA, Warshawa.- 2002.- 384p.
10.Proportional Hydraulics. Workbook Basic Level/ D. Scholz, A. Zimmermann, Festo Didactic GmbH&Co, OCKER Ingenieurbüro, Denkendorf 1998, 352 S.
11.Proportionalund Servoventil-Technik Der Hydraulik Trainer Band 2/ R. Ewald, J. Hutter, D. Kretz, A. Schmitt, Mannesmann Rexroth GmbH, Lohr am Main, Würzburg 1998, 304 S.
55
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ……………………………………………………………………….. |
3 |
Лабораторная работа №1. Основные сведения об устройствах с |
|
пропорциональным управлением …………………………………………….. |
5 |
Лабораторная работа №2. Определение рабочих характеристик |
|
пропорциональных клапанов …………………………………………………. |
15 |
Лабораторная работа №3. Построение многофункционального модуля на |
|
базе гидроцилиндра с пропорциональным управлением …………………… |
28 |
Лабораторная работа №4. Построение многофункционального модуля на |
|
базе гидроцилиндра с дискретным и пропорциональным управлением …... |
35 |
Лабораторная работа №5. Построение многофункционального модуля с |
|
применением пропорционального распределительного клапана и клапана |
|
давления и одноканального задатчика сигналов управления ………………. |
46 |
Рекомендуемая литература …………………………………………………. |
55 |
56