Гидравлика, гидропневмопривод

Лабораторная работа №1

«Определение статической характеристики усилителя типа сопло-заслонка»

Цель работы:

Ознакомиться с конструкцией, принципом действия усилителя типа сопло-заслонка и установить его статическую характеристику

Содержание работы:

1. Ознакомиться с конструкцией усилителя, составить его схему,

определить назначение всех вход

ящих в него элементов;

2. Снять и исследовать его статическую характеристику;

3. Определить чувствительность (передаточное отношение) системы;

4. Экспериментальные зависимости представить графически.

Общие сведения

1. Среди пневматических и гидравлических усилителей широко распространены усилители типа сопло-заслонка. Такие усилители включают дроссель 1 с постоянным проходным сечением, междроссельную камеру А, сопло 2 и заслонку 3 (Рис. 1). Сопло и заслонка составляют вместе дроссель с переменным проходным сечением. Рабочее тело (воздух, жидкость) подается в усилитель под постоянным давлением P0 , затем протекает через дроссель 1, междроссельную камеру А, сопло 2 и истекает в атмосферу (или бак) через зазор между торцом сопла и заслонкой.

Величина зазора S=S0±h,

Где S0 – начальный зазор между соплом и заслонкой;

h - перемещение (ход) заслонки, считающееся положительным при удалении заслонки от сопла.

Заслонка перемещается управляющим элементом. Междроссельная камера А соединяется с рабочей полостью исполнительного механизма.

Усилители типа сопло-заслонка носят еще название механопневма-тических преобразователей, поскольку в них происходит преобразование механического перемещения в пневматический (гидравлический) сигнал.

Они используются также в датчиках давления, расхода, уровня, температуры, числа оборотов, эксцентриситета, линейных размеров, шероховатости поверхности, и т.д. Кроме того, они применяются в различных вычислительных устройствах.

Усилитель (преобразователь) работает следующим образом: при зазоре δ0

Давление воздуха (жидкости) в камере А равняется начальному, т.о. уравновешивающему нагрузку на исполнительном механизме, и воздух не поступает. Перемещение заслонки вызывает изменение сопротивления дросселя с переменным проходным сечением, а следовательно, и расхода воздуха через сопло-заслонку. Диаметр РА в междроссельной камере и выходной линии усилителя при этом так же меняется, и исполнительный механизм приходит в движение.

Затрачивая небольшую мощность на управление усилителем (перемещение заслонки), можно управлять значительной мощностью потока рабочего тела на выходе усилителя, что следует из формулы:

N=PA∙Q ,

где N- мощность усилителя; Q- расход рабочего тела через проходное сечение.

В установившихся режимах работы каждому зазору δ между соплом и заслонкой соответствует определенное давление РА в междроссельной камере при постоянном расходе жидкости выходной линии. Таким образом, статическая характеристика усилителя представляет собой зависимость давления в камере А от зазора δ между зазором и торцом сопла. При этом имеется ввиду что давление рабочего тела Р0 (воздуха, жидкости) на входе в усилитель давление РС среды , в которую воздух вытекает, остается неизменным.

В статических режимах расход рабочего тела через дроссель 1 равен его расходу через сопло с заслонкой. Предполагая, что истечение происходит в атмосферу (Р0 = 0 атм.), эти расходу могут быть найдены по выражениям:

где μ1 и μ – коэффициенты расхода через дроссель 1 и сопло с заслонкой соответственно ;

f1 и f – площади их проходных сечений;

g – ускорение силы тяжести;

γ – удельный вес рабочего тела.

В установившемся режиме Q1 = Q2 . Поэтом у из уравнения (1) после преобразований получаем, что

где σn – проводимость дросселя; a- коэффициент пропорциональности Из формулы (2) видно, что при δ=0 давление РА =Р0, а при δ>0 – давление в междроссельной камере уменьшается, поскольку оно зависит от δ2 .

Чувствительность усилителя определяется как

Она может быть определена геометрически как тангенс угла наклона касательной, проведенной к кривой РА=f(δ) . Поскольку эта зависимость не линейная, то чувствительность К также изменяется при изменении δ.

Указания к проведению работы

1. Ознакомиться с стендом и всеми входящими в него элементами Составить полную схему усилителя;

2. Подключить усилитель к пневмосети , предварительно обратив с помощью обратного клапана давление на входе в усилитель порядка 0.04 МПа (0.4 атм.);

3. Снять статическую характеристику РА=f(δ) . Измерения начинать с δ=0, для чего подвернуть винт микрометра (заслонку) до упора в сопло. Установить, регулируя винтом стабилизатора, давление Р0. Максимально давление определяется по V-образному манометру так, чтобы размах уровней воды в трубках был максимальный. Необходимо следить за тем чтобы вода в манометре не выходила за красную черту.

4. после графического построения статической характеристики

5. определить чувствительность системы усилителя, использовав для этого любой способ графического или числового дифференцирования функции РА=f(δ) .

Полученные экспериментальные данные снести в таблицу 1. , сделав при этом 20-25 измерений.

Таблица 1

5. Отчет заканчивается развернутыми выводами, сделанными на основе проведенного исследования.

 Скачать реферат