Попов Д.Н.. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем. Часть 2. Страница 6

Гидродинамическая сила, действующая на золотник, меняется с изменением угла 0₃, который зависит от формы золотника, формы окон во втулке, величины зазоров между золотником и втулкой и других факторов. У одного и того же золотника угол 6₃ может быть различным при разных смещениях золотника от нейтрального положения. Кроме того, как и при обтекании затвора клапана, поток среды может прилипать к поверхностям втулки или золотника, что также приводит к изменению гидродинамической силы.

На рис. 11.15 дан график зависимости безразмерной гидродинамической силы

при двух значениях безразмерного расхода Q₃ = Q₃/(Q₃}ma_X. График показывает, что сначала гидродинамическая сила растет с увеличением перемещения золотника, а затем падает до нуля. Вследствие такого изменения гидродинамической силы могут возникать автоколебания золотника.

Существуют различные способы уменьшения гидродинамических сил, действующих на золотники. Обычно применяют способ компенсации, при котором золотнику и втулке придают форму, обеспечивающую встречное направление действия гидродинамических сил на золотник при обтекании двух его буртов рабочей средой [13, 77]. В этом случае графики зависимости гидродинамической силы от перемещения принимают вид штриховых кривых на рис. 11.15.

§ 11.4. ДИНАМИКА РАБОЧЕЙ СРЕДЫ

В СТРУЙНОМ НЕПРЕРЫВНОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Регулирующие устройства со струйными трубками (рис. В.4), применяемые как в гидравлических, так и в пневматических системах управления, имеют расходно-перепадные характеристики, ю> торые могут быть аппроксимированы линейными зависимостями вида (11.15) или (11.16), если принять, что Q₃ — расход среды в одном приемном канале, a x₃ — смещение трубки от нейтрального положения. Эти характеристики используются и при исследовании динамики систем, причем инерция среды в струйной трубке, так же как и инерция среды в каналах золотникового распределителя или устройстве типа сопло-заслонка, обычно не учитывается. Струйные элементы без подвижных деталей (элементы пневмоники) в последнее время начинают находить все большее применение в различных быстродействующих системах автоматического регулирования и управления. В таких системах могут возникать процессы, при расчете которых необходимо учитывать инерцию среды в самих струйных элементах.

Не останавливаясь здесь на схемах и статических характеристиках различных типов струйных элементов, которые достаточно подробно описаны в книгах [21, 69], рассмотрим основные особенности неустановившегося движения рабочей среды в непрерывных струйных элементах. Следуя работе [79], примем упрощенную схему пропорционального струйного усилителя, приведенную на рис. 11.16. Рабочая среда с постоянным расходом Q_n подводится в усилитель по соплу питания шириной Ь_п и глубиной h. Если в управляющих каналах создается разница в давлениях Pyi и р_у2, то вытекающая из сопла питания струя рабочей среды отклоняется влево или вправо от оси сопла. При этом в выходных каналах один из расходов Q_b1 или Q_b2 увеличивается, а другой уменьшается. Соответственно увеличиваются и уменьшаются давления р_в1 и р_в2, так как к выходным каналам обычно подключается нагрузка, обладающая гидравлическим сопротивлением.