Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (093) 202-63-01
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Лекція 6. Виконавчі пристрої. Регулюючі органи. Виконавчі механізми. Гідравлічні виконавчі механізми.

Предмет: 
Тип роботи: 
Лекція
К-сть сторінок: 
15
Мова: 
Українська
Оцінка: 

меліоративних насосних станціях використовують електрофіковані засувки з електроприводами різних типів, що відрізняються друг величиною  обертового моменту, конструкцією редуктора, способом обмеження максимального моменту і конструктивними особливостями.

Структурна схема МЕБ (рис. 3).
1 – АД; 2 – фрекційна муфта; 3 – мікро перемикачі обмеження моменту – вимикають двигун у випадку перевищення моменту; 4 – редуктор зубчатий; 5 – ручний привід; 6 – здавачі положення; 7 – мікро перемикачі для блокування АД; 8 – вал з гвинтовою різьбою; 9 – гвинтова муфта.
 
За способом захисту регулюючих органів від поломок при заїданні рухомих частин і забезпечення необхідної щільності закриття розрізняють електроприводи з муфтою обмеження крутного моменту і з реле максимального струму. У випадку перевищення обертовим моментом встановленого значення муфта діє на шляховий вимикач, який через магнітний пускач відмикає електродвигуна від мережі. Промисловість випускає електроприводи з однобічною муфтою, що спрацьовує тільки при роботі привода у бік закривання, і з двосторонньою муфтою, що спрацьовує як при закриванні, так і при відкриванні регулюючого органа.
Багатообертові виконавчі механізми використовують також в якості привода плоских затворів. Для цієї мети випускають одно- і двогвинтові піднімачі типу Г-73 з асинхронними короткозамкнутими двигунами.
Тяговим органом підпіднімача є гвинт, нижній кінець якого з'єднаний із затвором, а верхній угвинчений в гайку. При обертанні гайки гвинт і зв'язаний з ним затвор рухаються поступально. Конструкція передбачає ручне керування затвором за допомогою рукоятки.
 
Гідравлічні виконавчі механізми
 
Ці механізми все частіше застосовують при автоматизації меліоративних систем із-за простоти конструкції і використання енергії напору води для переміщення регулюючого органа. За конструктивним виконанням їх поділяють на поршневі, мембранні і клапанні. Керування ними може здійснюватися за допомогою електричних або гідравлічних сигналів.
Гідравлічні виконавчі механізми застосовують для привода плоских затворів на великі зусилля, засувок і іншої запірної арматури.
Найбільше розповсюджений електрогідрокерований виконавчий механізм складається з гідравлічного серводвигуна і блока електрогідравлічних реле (рис. 6).
При відключених електромагнітах YA1 і YA2 клапани 6 і 7 знаходяться у нижньому положенні. При цьому вода з магістралі через зворотні клапани 8 подається в обидві порожнини циліндра 4, і поршень 3 нерухомий. При подачі напруги, наприклад, на котушку електромагніта YA1 осердя і зв'язаний з ним клапан 6 стрибком переміщуються з нижнього положення у верхнє. Нижня порожнина циліндра через канал а з'єднується зі зливом. У результаті на поршень діє сила тиску  , де  - площа поршня. Під дією цієї сили поршень і зв'язаний з ним через шток 2 регулюючий орган 1 переміщується вниз. Переміщення відбувається доти, поки включений електромагніт. При відключенні електромагніта клапан 6 опускається вниз, канал а з'єднується з магістраллю і рух поршня припиняється.
При подачі напруги на котушку електромагніта YA2 поршень переміщується вгору, тому що верхня порожнина циліндра з'єднується через канал b зі зливом. Зворотні клапани 5 запобігають переміщенню поршня під дією сили з боку регулюючого органа.
Для контролю положення регулюючого органа використовується диференційно-трансформаторний перетворювач 9, з'єднаний зі штоком за допомогою важелів 10.
Клапанні виконавчі механізми використовують у гідравлічних системах керування. Вони мають програмні пристрої, що реагують на імпульси зниження тиску.
Мембранні виконавчі механізми застосовують, в основному, у гідравлічних регуляторах.
 
Гідравлічні і  пневматичні двигуни
 
Дані механізми всі частіше застосовують при автоматизації меліоративних систем із-за простоти конструкції і використання енергії напору води для переміщення регулюючого органа. Керування ними може здійснюватися за допомогою електричних або гідравлічних сигналів.
Гідравлічні виконавчі механізми застосовують для привода плоских затворів на великі зусилля, засувок і іншої запірної арматури.
Гідравлічні та пневматичні двигуни перетворюють енергію робочого середовища, що знаходиться під тиском, в механічну енергію поступального або обертального руху. По конструкції і принципу дії між гідравлічними і пневматичними двигунами немає суттєвої різниці. Відрізняються вони головним чином за швидкодією: рідини, що використовуються в гідродвигунів, нестисливі, а повітря або газ в пневмодвигунах – стискається.
По конструкції гідро-і пневмодвигуни діляться на двигуни з поступальним рухом і двигуни з обертальним рухом.
За способом управління гідро-і пневмодвигуни можуть бути з дросельним і об'ємним управлінням. При дросельному управлінні в якості керуючих пристроїв використовуються золотники, струменеві трубки, пристрої типу "сопло-заслінка". При об'ємному управлінні як джерела енергії робочого середовища використовують насоси або компресори.
На рис.1 показаний поршневий виконавчий двигун з золотниковим управлінням. Допоміжною енергією в цьому пристрої є повітря або рідина, що нагнітається в трубопровід насосом 1 під тиском Р. Це тиск підтримується постійним стабілізатором тиску 2. Вхідним впливом приводу служить переміщення золотника 3 керуючим пристроєм 4. Вихідним - переміщення штока поршня 5 силового циліндра 6. Зусилля від штока безпосередньо передається на об'єкт управління (ОУ). Поршень переміщається в силовому циліндрі, що має дві порожнини 7 і 8.
Якщо канали перекриті золотником 3, то поршень двигуна (силового циліндра) нерухомий. При переміщенні золотника на величину Хвх в одну камеру двигуна починає надходити під тиском робоче середовище, а друга камера з'єднується з трубопроводом, по якому робоче середовище повертається до насоса. Тиск в камерах двигуна буде різним, і поршень під дією різниці тисків почне переміщатися. Швидкість руху поршня залежить від об’єму робочого середовища, що надходить в одну і витікає з іншої порожнини за одиницю часу. Цей обєм залежить від розміру отворів, через які протікає робоче середовище при переміщенні золотника. Двигун з двома камерами розвиває практично однакове зусилля при подачі тиску в одну або іншу камеру, але напрямок руху змінюється на протилежний. Існують однокамерні двигуни, у яких зворотний рух здійснюється під дією зворотної пружини, тобто робочий хід у цих двигунів односторонній. Такий двигун можна розглядати як підсилювач потужності або зусилля.
На рис.2 показаний лопотевий двигун з керуючим пристроєм "сопло-заслінка". Рухомою частиною двигуна є вихідний вал 3 з лопаттю 5, що розділяє корпус двигуна на дві камери 4 і 6. Тиск в камерах однаковий при нейтральному положенні заслінки 7 по відношенню до сопел 8 і 9, через які відбувається часткове витікання робочого середовища в атмосферу (повітря) або в магістраль зливу (рідина).
Зусилля, що діють з боку сопел на заслінку, взаємно компенсуються, і для переміщення заслінки не потрібно значного зусилля, При однаковому тиску P1 = P2 робочого середовища в камерах 4 і 6 лопать і вихідний вал двигуна нерухомі. Переміщення заслінки від керуючого пристрою 1 на величину Хвх викличе порушення рівності тисків в камерах, лопать разом з вихідним валом двигуна почнуть повертатися зі швидкістю, пропорційною різниці тисків в камерах. Кут повороту вихідного валу такого двигуна менше 360 °.
На рис.3 показаний поршневий поворотний двигун з керуванням від струменевої трубки. Двигун має один поршень, але конструктивно розділений на дві частини 2 і 5, пов'язані між собою жорстко за допомогою зубчастої рейки 3. З рейкою знаходиться в зачепленні зубчасте колесо 4, вал якого і є вихідним валом двигуна. З струменевої трубки 7 робоча середовище виходить під тиском, причому сила реакції струменя направлена по осі обертання трубки і для повороту останньої не потрібно великих зусиль. Якщо трубка 7 розташована симетрично щодо прийомних сопел 6 і 8, то в обох камерах силового циліндра 1 встановлюються однакові тиски, і поршень з рейкою і зубчасте колесо будуть нерухомі. При повороті трубки струмінь буде по різному розташовуватися по відношенню до сопла, тиск в камерах двигуна стане різним, поршень почне переміщатися і повертати вихідна зубчасте колесо і вал. Кут повороту вихідного валу у цього двигуна більше 360 °, якщо рейка має достатню довжину.
На рис.4 показаний мембранний двигун з керуванням від голчастого клапана. Такі двигуни застосовують у тих випадках, коли потрібна невелика вихідна потужність і невелике переміщення (до 50 мм).
Пружна мембрана 1 під дією робочого середовища, що надходить в камеру 2, прогинається і передає рух на шток 3, пов'язаний з об'єктом управління. Управління двигуном здійснюється від голчастого клапана. Зміна положення головки голки 4 змінює кількість робочого середовища, що надходить з магістралі 6 в відвідну 5. При цьому змінюється тиск в камері двигуна і відбувається прогин мембрани, Для управління переміщенням золотників, заслінок, струменевих трубок в пристроях гідро-пневмопроводів часто використовують силові електромагніти, електродвигуни малої потужності, які є виконавчими елементами електричних пристроїв автоматичного керування, Такий привід називається комбінованим - електрогідравлічним або електропневматичним - і поєднує в собі переваги як електричних, так і гідравлічних пневматичних пристроїв автоматики.
Фото Капча