Hệ thống điều khiển tự động thủy lực P2

Chia sẻ: Hung Nhat | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

0
160
lượt xem
93
download

Hệ thống điều khiển tự động thủy lực P2

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nếu có mạch thủy lực như hình , trong đó áp xuất trên đường truyền của mạch là khác nhau thì hệ số tích lũy đàn hồi tương đương xác định

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Hệ thống điều khiển tự động thủy lực P2

  1. NÕu cã m¹ch thñy lùc nh− ë h×nh 2.2a, trong ®ã ¸p suÊt trªn ®−êng truyÒn cña m¹ch lµ kh¸c nhau th× hÖ sè tÝch lòy ®µn håi t−¬ng ®−¬ng x¸c ®Þnh nh− d−íi ®©y. Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng ¸p suÊt : PA = P1 + P2 (2.5) 1 t 1 t Theo (2.2) ta cã : P1 = .∫ Q T .dt C2 ∫ vµ P2 = . Q T .dt C1 0 0 QT QT P1 C1 pA pA CT P2 C2 QV QV a) b) H×nh 2.2. S¬ ®å m¹ch thñy lùc cã ¸p suÊt kh«ng b»ng nhau a- S¬ ®å chi tiÕt; b- S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng. 1 t 1 t ⎛ 1 1 ⎞t PA = .∫ Q T .dt + C2 ∫ C 1 C 2 ⎟∫ nªn : ⎜ + . Q T .dt = ⎜ . ⎟ Q T .dt (2.6) C1 0 0 ⎝ ⎠0 1 t CT ∫ hay : PA = . Q T .dt (2.7) 0 C 1 .C 2 víi : CT = C1 + C 2 CT ®−îc gäi lµ hÖ sè tÝch lòy ®µn håi t−¬ng ®−¬ng. S¬ ®å m¹ch thñy lùc ë h×nh 2.2a cã thÓ thay thÕ b»ng s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng nh− ë h×nh 2.2b. 2.2. Ph©n tÝch m¹ch thñy lùc khi c¶ hai buång cña xylanh ®Òu cã dÇu ®µn håi H×nh 2.3a lµ s¬ ®å côm van- xylanh thñy lùc khi c¶ hai buång A vµ B ®Òu cã ¸p suÊt thay ®æi vµ tÝnh ®Õn ®é ®µn håi cña dÇu. Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng l−u l−îng cã d¹ng : QT = QP + QXA + QVP (2.8) vµ QR = QVR − QXB − QRB (2.9) MÆt kh¸c ta thÊy r»ng : VA = VPA + VXA vµ VB = VRB + VXB (2.10) 47
  2. VA V nªn : CA = vµ C B = B (2.11) B B Pp CP CxA CxB CxA QP QxA QxA QxB QT v Qvp AR FL v B A FL VPA VRB B Qp QT QR Ap QvR QR QRB QxB CP CR van QRB CxB PR CR a) b) H×nh 2.3. M« h×nh ®iÒu khiÓn xylanh thñy lùc khi c¶ hai buång ®Òu cã dÇu ®µn håi a- S¬ ®å chung; b - M« h×nh tÝnh to¸n. CP vµ CR - hÖ sè tÝch lòy ®µn håi cña dÇu trªn ®−êng èng vµo vµ ra; CXA vµ CXB - hÖ sè tÝch lòy ®µn håi cña dÇu trong c¸c buång A vµ B cña xylanh; VPA vµ VRB - thÓ tÝch chøa dÇu trªn ®−êng èng vµo vµ ra cña xylanh; VXA vµ VXB - thÓ tÝch chøa dÇu trong c¸c buång A vµ B cña xylanh; QP vµ QRB - thµnh phÇn l−u l−îng dÇu bÞ nÐn trªn ®−êng èng vµo vµ ra cña xylanh; QXA vµ QXB - thµnh phÇn l−u l−îng bÞ nÐn trong c¸c buång A vµ B cña xylanh; QVP vµ QVR - l−u l−îng ®Èy pitt«ng chuyÓn ®éng víi vËn tèc v vµ l−u l−îng pitt«ng ®Èy dÇu ra khái xylanh; QT vµ QR - l−u l−îng cung cÊp vµ l−u l−îng vÒ cña van. Theo c¸c c«ng thøc (2.8), (2.9), (2.10) vµ (2.11) th× h×nh 2.3 cã thÓ thay thÕ b»ng h×nh 2.4. Ph−¬ng tr×nh l−u l−îng lµ : dPP QT = C A. + Q VP (2.12) dt 48
  3. dPR vµ : QR = C B . + Q VR (2.13) dt QT PP QA QvP CA v FL QvR QB CB pR H×nh 2.4. M« h×nh tÝnh to¸n cña côm van.xylanh 2.3. X¸c ®Þnh hÖ sè tÝch lòy ®µn håi cùc ®¹i cña xylanh PP PR V FL x L QA QB CA CB H×nh 2.5. M« h×nh x¸c ®Þnh hÖ sè tÝch lòy ®µn håi cùc ®¹i cña xylanh NÕu l−u l−îng dÇu bÞ nÐn ë c¸c buång cña xylanh b»ng nhau QA = - QB, nghÜa lµ : dPP dP CA. = −C B . R (2.14) dt dt 49
  4. M« h×nh nµy t−¬ng ®−¬ng víi m« h×nh cã l−u l−îng b»ng nhau vµ ¸p suÊt thay ®æi kh¸c nhau ë h×nh 2.2. Nªn còng cã thÓ tÝnh hÖ sè tÝch lòy ®µn håi t−¬ng ®−¬ng cña h×nh 2.5 theo c«ng thøc (2.15). C A .C B CT = (2.15) CA + CB 1 1 1 B B hay : = + = + (2.16) C T C A C B VA VB Khi nghiªn cøu ®Õn vÊn ®Ò nµy ng−êi ta ®· kh¼ng ®Þnh r»ng, nÕu hÖ sè CT cùc ®¹i th× tÇn sè dao ®éng riªng cña xylanh sÏ cùc tiÓu. Muèn t×m vÞ trÝ cña pitt«ng ®Ó CT cùc ®¹i ng−êi ta tÝnh to¸n nh− sau : C«ng thøc (2.16) cã thÓ viÕt l¹i lµ : 1 1 1 = + (2.17) B.C T VA VB LÊy ®¹o hµm hai vÕ cña (2.17) theo x ta cã : 1 d B.C T 1 dV 1 dV =− 2 . A − 2. B =0 (2.18) dx VA dx VB dx dVB 2 V Suy ra : − = dx B 2 (2.19) V A dVA dx Mµ : VA = AP.x + VPA Vµ VB = AR.(L−x) + VRB (2.20) dVA dVB nªn : = A P vµ = −A R (2.21) dx dx 2 VB A R V 1 Thay (2.21) vµo (2.19) ta ®−îc : = hay B = (2.22) 2 VA A P VA ρx Do ®ã c«ng thøc (2.20) ®−îc viÕt l¹i nh− sau : A P .x + VPA = VB . ρ x = (A R (L − x) + VRB ). ρ x (2.23) A R .L. ρ x + VRB . ρ x Suy ra : x= − VPA A P + A R . ρx 50
  5. ⎡ A P. L ⎤ ⎢ ρ + VRB ⎥. ρ x − VPA x= ⎣ x ⎦ AP V× ρx = nªn : (2.24) AR ⎛ 1 ⎞ A P ⎜1 + ⎟ ⎜ ρx ⎟ ⎝ ⎠ Nh− vËy khi x x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (2.24) th× CT sÏ ®¹t cùc ®¹i (víi 0 ≤ x ≤ L). 2.4. §é cøng thñy lùc vµ ®é cøng t−¬ng ®−¬ng P FL FL p1 p2 x1 x2 xgh X X(t) CH V0 AP P p0 a) b) H×nh 2.6. M« h×nh nghiªn cøu ®é ®µn håi cña dÇu a- M« h×nh thÝ nghiÖm; b- §Æc tÝnh p - x. H×nh 2.6a lµ m« h×nh thÝ nghiÖm nghiªn cøu sù ®µn håi cña dÇu. NÕu thµnh xylanh, cÇn dÉn cña pitt«ng cøng tuyÖt ®èi, kh«ng tÝnh ®Õn ma s¸t vµ sù rß dÇu th× khi t¨ng lùc Ðp FL, ¸p suÊt P t¨ng (P t¨ng tØ lÖ víi FL) ®ång thêi ®é dÞch chuyÓn cña pitt«ng x còng t¨ng tØ lÖ thuËn víi P. Qu¸ tr×nh ®ã thÓ hiÖn ë ®Æc tÝnh trªn h×nh 2.6b. Trong ph¹m vi nhÊt ®Þnh, quan hÖ P - x ®−îc coi lµ tuyÕn tÝnh. §Æc tÝnh nµy gièng ®Æc tÝnh cña mét lß xo hay mét kh©u ®µn håi c¬ khÝ nµo ®ã. NghÜa lµ P t¨ng th× x t¨ng nh−ng ®Õn mét gi¸ trÞ giíi h¹n xgh th× dï P t¨ng nh−ng x kh«ng t¨ng n÷a. Nh− vËy trong ph¹m vi quan hÖ P - x tuyÕn tÝnh th× ®é ®µn håi cña dÇu t−¬ng ®−¬ng ®é ®µn håi cña mét lß xo vµ ®é cøng cña kh©u ®µn håi thñy lùc ®−îc gäi lµ ®é cøng thuû lùc CH. Theo tÝnh to¸n lý thuyÕt ë môc 3.6, nÕu tÝnh ®Õn c¶ hÖ sè ma s¸t f vµ søc c¶n thñy lùc RL th× ®é cøng thñy lùc ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc nh− sau : f A2 CH = + P (2.25) C.R L C 51
  6. V0 1 Víi C = vµ hÖ sè tæn thÊt l−u l−îng K = th× : B RL CH = ( B f .K + A 2 P ) , N/m hoÆc lbf/in (2.26) V0 trong ®ã : V0 - thÓ tÝch chøa dÇu ban ®Çu (cm3 hoÆc in3); B - m«®un ®µn håi cña dÇu, B = 1,4.107 kg/cm.s2 = 2.105 lbf/in2. NÕu bá qua ma s¸t (f = 0) hoÆc bá qua tæn thÊt l−u l−îng (K = 0 hay RL = ∞ kh«ng cã rß dÇu) th× ®é cøng thñy lùc lµ : B.A 2 A 2 CH = P = P (2.27) V0 C ViÖc giíi h¹n dÇu lµm viÖc trong miÒn ®µn håi tuyÕn tÝnh cã ®é cøng CH t−¬ng ®−¬ng víi mét lß xo th× m« h×nh nghiªn cøu ®éng lùc häc hÖ thñy lùc gièng nh− m« h×nh ®éng lùc häc hÖ vËt r¾n ®µn håi (h×nh 2.7). C1 m m m hoÆc t−¬ng ®−¬ng ⇒ C1 C2 C2 Ct® = C1 + C2 a) b) m C1 m t−¬ng ®−¬ng ⇒ C 1 .C 2 C2 Ct® = C1 + C 2 c) d) H×nh 2.7. M« h×nh x¸c ®Þnh ®é cøng t−¬ng ®−¬ng a, c - S¬ ®å ghÐp c¸c lß xo; b, d - S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng. Trªn h×nh 2.7a lß xo C1 vµ C2 cã cïng chuyÓn vÞ, cßn trªn h×nh 2.7c chuyÓn vÞ cña lß xo C1 vµ lß xo C2 kh¸c nhau. 52
  7. H×nh 2.8 lµ vÝ dô vÒ m« h×nh tÝnh to¸n ®é cøng t−¬ng ®−¬ng cña hÖ thñy lùc. §é cøng t−¬ng ®−¬ng C tH ®−îc tÝnh nh− ë h×nh 2.7b. ® CH2 CH1 C C m t−¬ng ®−¬ng m ⇒ A B CHt® P T a) CH2 CH1 m m t−¬ng ®−¬ng A B ⇒ C tH = CH1 + CH2 ® P T b) H×nh 2.8. M« h×nh x¸c ®Þnh ®é cøng t−¬ng ®−¬ng cña hÖ pitt«ng-xylanh thñy lùc a - M« h×nh khi ¸p suÊt 2 buång dÇu thay ®æi; b - M« h×nh khi cã thªm t¶i träng lµ kh©u ®µn håi. 2.5. §é cøng t−¬ng ®−¬ng cña hÖ chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn 2.5.1. Xylanh thñy lùc cã kÕt cÊu kh«ng ®èi xøng H×nh 2.9 lµ m« h×nh x¸c ®Þnh ®é cøng t−¬ng ®−¬ng cña côm pitt«ng-xylanh thñy lùc cã kÕt cÊu kh«ng ®èi xøng. §é cøng thµnh phÇn khi tÝnh ®Õn c¶ thÓ tÝch chøa dÇu trong c¸c ®−êng dÉn dÇu tõ van ®Õn xylanh lµ : B.A 2 B.A 2 C H1 = P vµ C H2 = R (2.28) A P .x + VL1 A R .(L − x ) + VL 2 53
  8. trong ®ã : x - vÞ trÝ cña pitt«ng; L - hµnh tr×nh lín nhÊt cña pitt«ng; VL1 - thÓ tÝch chøa dÇu trªn ®−êng èng vµo; VL2 - thÓ tÝch chøa dÇu trªn ®−êng èng ra. §é cøng t−¬ng ®−¬ng cña hÖ sÏ lµ : ⎛ A2 A2 ⎞ C t ® = C H1 + C H 2 = B ⎜ P ⎜ A .x + V + R ⎟ (2.29) ⎝ P L1 A R (L − x) + VL 2 ⎟ ⎠ ⎛ A2 A2 ⎞ * Khi x = 0 th× : C (1 ) td = B⎜ ⎜V + A L+V ⎟ P R ⎟ (2.30) ⎝ L1 R L2 ⎠ Ct®(1) Ct®(2) CH min L x CH2 CH1 V2 m V1 CH1 AP AR CH2 VL1 VL2 Van H×nh 2.9. M« h×nh x¸c ®Þnh ®é cøng t−¬ng ®−¬ng khi xylanh cã kÕt cÊu kh«ng ®èi xøng ⎛ A2 A2 ⎞ * Khi x = L th× : C(2)t® = B ⎜ P ⎜ A .L + V + R ⎟ ⎟ (2.31) ⎝ P L1 VL 2 ⎠ Kh¶o s¸t cùc trÞ cña (2.29) ta thÊy, ®é cøng t−¬ng ®−¬ng nhá nhÊt CH min khi : ⎛V ⎞ V R .⎜ L 2 + L ⎟ − L1 ⎜A ⎟ A x= ⎝ R ⎠ P (2.32) 1+ R AP víi : R= = ρx AR 54
  9. 2.5.2. Xylanh thñy lùc cã kÕt cÊu ®èi xøng (AP = AR = A) L 2 CHmax CH min L x VB m VA A B AP AR VL1 VL2 Van CH(1) CH(2) m F F -S +S 0 0 π 2 C¸c ký hiÖu T π F - lùc ®µn håi cña lß xo; 3 S - chuyÓn vÞ cña lß xo; π T - chu kú dao ®éng cña khèi 2 α 2π l−îng m. . O ω α π 3 O π 2 2 π H×nh 2.10. M« h×nh x¸c ®Þnh ®é cøng t−¬ng ®−¬ng khi xylanh cã kÕt cÊu ®èi xøng 55
  10. NÕu pitt«ng-xylanh cã kÕt cÊu ®èi xøng (h×nh 2.11) th× ®é cøng t−¬ng ®−¬ng nhá L nhÊt CH min sÏ ë vÞ trÝ x = , ë vÞ trÝ nµy CH1 = CH2. 2 Theo c«ng thøc (2.29) ®é cøng t−¬ng ®−¬ng trong tr−êng hîp nµy sÏ lµ : ⎛ 1 1 ⎞ Ct® = B.A 2 .⎜ ⎜ + ⎟ (2.33) ⎝ VA + VL1 VB + VL 2 ⎟ ⎠ L ë vÞ trÝ trung gian (x = ) th× : VA = VB = V vµ nÕu VL1 = VL2 = VL th× CH min sÏ 2 2.B.A 2 lµ : C H min = (2.34) V0 víi : V0 = V + VL (2.35) Qua hai bµi to¸n tr×nh bµy ë môc 2.5.1 vµ 2.5.2 ta thÊy, khi pitt«ng di chuyÓn th× ®é cøng t−¬ng sÏ thay ®æi lµm cho tÇn sè dao ®éng riªng cña hÖ còng thay ®æi vµ thay ®æi theo quy luËt nhÊt ®Þnh. 2.6. §é cøng t−¬ng ®−¬ng cña hÖ chuyÓn ®éng quay NÕu bá qua ma s¸t vµ tæn thÊt l−u l−îng th× c«ng thøc c¬ b¶n ®Ó x¸c ®Þnh ®é cøng thñy lùc lµ : B.A 2 CH = (2.36) V J §éng c¬ dÇu A B Dm VL2 VL1 van H×nh 2.11. M« h×nh x¸c ®Þnh ®é cøng t−¬ng ®−¬ng cña ®éng c¬ dÇu §èi víi ®éng c¬ dÇu, diÖn tÝch ¶nh h−ëng A lµ hÖ sè kÕt cÊu Dm (hoÆc ký hiÖu lµ Am) ®−îc x¸c ®Þnh tõ thÓ tÝch riªng D : D Dm = , (cm3/rad hoÆc in3/rad) (2.37) 2.π 56

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản