Перекрестов А. В. Построение релейных схем гидроавтоматики
БИБЛИОТЕКА ПО АВТОМАТИКЕ
Выпуск 126
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ЭНЕРГИЯ»
МОСКВА 1965 ЛЕНИНГРАД
Редакционная коллегия: И. В. Антик, А. И. Бертинов, С. Н. Вешеневский, Л. М. Закс, Н. Е. Кобринский, В. С. Кулебакин, В. Э. Низе, В. С. Малова, Б. С. Сотсков, А. С. Шаталов
В форме, доступной читателям, не имеющим специальной математической подготовки, излагаются основные положения теории построения и преобразования релейных гидравлических схем, основанной на использовании аппарата алгебры логики.
Рассматриваются способы построения системы релейных гидравлических участков по заданным условиям работы, их подключение в цепь реверсивных и нереверсивных гидродвигателей, построение гидравлических схем релейного действия, а также построение смешанных гидравлических и электрических схем релейного действия.
Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием релейных систем гидроавтоматики, а также студентов соответствующих специальностей.
Перекрестов Анатолий Васильевич. Построение релейных схем гидроавтоматики. Москва - Ленинград, издательство "Энергия", 1965, (Библиотека по автоматике, выпуск 126)
Редактор Я. Я. Козлов
Техн. редактор Г. Я. Царева
Содержание книги Построение релейных схем гидроавтоматики
Предисловие
Глава первая. Элементы гидравлических систем 1. Общие сведения о гидроприводе и гидроавтоматике
2. Условное обозначение элементов на гидравлических схемах
3. Гидравлические цепи и участки
4. Порядок проектирования гидросистем
Глава вторая. Аналитическая запись релейных гидравлических участков 5. Проточные элементы дискретного действия
6. Проточная структура гидрораспределителей
7. Структурные схемы гидравлических систем
8. Аналитическая запись структурных схем
9. Сравнение структурных схем гидравлических и электрических участков релейного действия
Глава третья. Преобразование релейных гидравлических участков 10. Основные законы алгебры логики
11. Формулы для преобразования структурных схем
12. Формулы, учитывающие относительное состояние проточных элементов
13. Преобразование структурных формул и схем
14. Построение структурной схемы по формуле
15. Переход от структурной к принципиальной схеме
16. Преобразование схем введением обратных клапанов
17. Инверсирование гидроучастков
18. Постоянно открытые и перекрытые гидравлические участки
Глава четвертая. Построение гидросхем релейного действия 19. Релейные гидравлические участки
20. Построение релейного гидравлического участка
21. Основное условие подключения релейного гидравлического участка
22. Первый способ подключения релейного гидроучастка
23. Второй способ подключения релейного гидроучастка
24. Третий способ подключения релейного гидроучастка
25. Место расположения релейных гидроучастков
26. Построение одноцилиндровых релейно-гидравлическпх схем
27. Построение релейных схем с различной физической проводимостью
28. Построение многоцилиндровых релейно-гидравлических схем
29. Построение многотактных релейно-гидравлических схем
Литература
ПРЕДИСЛОВИЕ
Гидравлические системы релейного действия применяются в гидрофицированных конструкциях самых различных машин и агрегатов и являются важным техническим средством автоматизации. Особенно широко используются гидравлические системы релейного действия в устройствах автоматического управления металлорежущими и деревообрабатывающими станками, гидравлическими прессами, транспортными, дорожно-строительными и металлургическими машинами, самолетами и автоматическими линиями.
Несмотря на то, что в настоящее время созданы и работают многочисленные машины и агрегаты со сложными гидравлическими системами релейного действия, вопросы проектирования последних в отечественной и зарубежной литературе освещены явно недостаточно и не соответствуют современному состоянию и темпам развития гидравлических систем автоматизации.
В инженерной практике преобладают интуитивные приемы построения принципиальных гидравлических схем.
В последнее время получают развитие строго научные методы анализа и построения гидравлических релейных схем, основанные на использовании теории математической логики. В частности, приложение двузначной алгебры логики позволило создать простую инженерную методику построения принципиальных релейных гидравлических схем по самым сложным исходным условиям работы отдельных исполнительных элементов гидравлической системы.
В настоящей книге изложена методика построения принципиальных гидравлических релейных схем, основанная на использовании алгебры логики, а также освещены некоторые общие вопросы построения схем объемного гидропривода.
Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся разработкой систем гидроавтоматизации различных машин и агрегатов и не имеющих специальной теоретической подготовки.
Автор выражает глубокую благодарность всем лицам, которые участвовали в подготовке к изданию.
Автор
Глава первая. ЭЛЕМЕНТЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГИДРОПРИВОДЕ И ГИДРОАВТОМАТИКЕ
Гидравлический привод является таким устройством, в котором для сообщения движения рабочим органам машины используется энергия потока рабочей жидкости. В качестве рабочей жидкости в гидравлическом приводе наиболее часто применяется минеральное масло.
Как известно из гидродинамики, поток движущейся жидкости обладает потенциальной энергией положения и давления и кинетической энергией скоростного напора. Потенциальной энергией положения в гидравлическом приводе обычно пренебрегают, как относительно малой величиной. В зависимости от того, какой вид энергии потока рабочей жидкости преобладает при сообщении движения исполнительным звеньям гидродвигателя, различают гидродинамический и гидростатический приводы. В гидродинамическом приводе используется в основном кинетическая энергия потока движущейся массы жидкости. Конструктивно гидродинамический привод выполняется в виде гидромуфт и гидротрансформаторов, передающих вращательное движение, и широко применяется в различных транспортных машинах, таких как автомобили, автобусы, тягачи, тракторы, тепловозы и т. д.
В гидростатическом приводе используется в основном потенциальная энергия давления рабочей жидкости, а ее кинетическая энергия, которая составляет относительно небольшую долю, обычно в расчетах не учитывается. Гидростатический привод, который также называется объемным гидроприводом, применяется в технике значительно шире гидродинамического привода.
Рассмотрим основные элементы и принцип работы простейшего одноцилиндрового объемного гидропривода, изображенного на рис. 1. Отдельные элементы гидропривода соединяются между собой трубопроводами, образуя гидравлическую систему, в которой поток рабочей жидкости движется по определенному пути от одного элемента к другому. В схеме гидропривода, показанной на рис. 1, рабочая жидкость (например, масло), нагнетаемая насосом Я, по трубопроводам через распределитель М направляется к гидроцшшндру Ц. При крайнем правом положении плунжера П распределителя М масло, проходя через проточные окна 1 и 2, направляется в левую полость гидроцилиндра Ц, перемещая поршень вправо. Масло, вытесняемое поршнем из правой полости гидроцилиндра, через проточные окна 4 и 5 распределителя М и дроссель Д сливается в бак С. При крайнем левом положении плунжера /7 распределителя М масло от насоса через проточные окна 1 и 4 направляется в правую полость гидроцилиндра Ц и перемещает поршень влево.
Масло из левой полости цилиндра сливается через проточные окна 2 и 3 и дроссель Д в сливной бак С. Таким образом, гидрораспределитель М перераспределяет направление движения масла в гидравлической системе, благодаря чему изменяется направление движения поршня. Та полость гидроцилиндра, в которую нагнетается рабочая жидкость насосом, называется рабочей полостью. Полость гидроцилиндра, из которой сливается рабочая жидкость, называется нерабочей или сливной полостью. Как левая, так и правая полости гидроцилиндра при непрерывной работе гидропривода попеременно становятся рабочими и нерабочими.
На рис. 1 показан гидроцилиндр двустороннего действия, т. е. такой, в котором как левая, так и правая полости могут быть рабочими. Реже применяются гидроцилиндры одностороннего действия, в которых только одна полость может быть рабочей. Цилиндр одностороннего действия показан на рис. 3. В таких цилиндрах поршень перемещается в «сходное положение при помощи пружины, груза и тему подобных устройств.
Скорость движения поршня зависит от расхода рабочей жидкости, направляемой в рабочую полость гидроцилиндра или сливаемой из нерабочей полости. Указанный расход рабочей жидкости .может регулироваться или изменением производительности насоса (объемное регулирование), или изменением гидравлического сопротивления на пути движения жадкости при помощи дросселя (дроссельное регулирование). Дроссель при этом может располагаться как на напорной, так и на сливной магистрали. На рис. 1 показано расположение дросселя Д на сливном трубопроводе.
Для предохранения гидравлической системы от перегрузки служит предохранительный клапан К. При дроссельном регулировании скорости поршня излишек нагнетаемой насосом рабочей жидкости сливается через клапан К, называемый в этом случае напорным. В объемном гидроприводе, кроме гидроцилиндров как гидродвигателей поступательного движения, применяются гидродвигатели вращательного и неполноповоротного движения.
По сравнению с другими видами привода объемный гидропривод имеет ряд ценных технических преимуществ. Он позволяет бесступенчато регулировать скорость, развивать очень большие усилия и крутящие моменты и сообщать поступательное движение рабочим органам машины. Одним из важных преимуществ гидропривода на современном этапе развития техники является возможность использования его для автоматизации гидрофицированной машины, что позволяет создать конструкцию, однородную по виду энергоносителя, как для исполнительных силовых устройств, так и для устройств управления. В случае применения гидроавтоматики принципиальная гидравлическая схема значительно усложняется и ее проектирование затрудняется.
Одной из самых сложных частей схемы с гидроавтоматикой являются релейные участки, при помощи которых обеспечивается необходимая проводимость потоков рабочей жидкости в гидравлической системе. Проектирование релейных гидравлических участков по заданным условиям дискретной работы отдельных гидродвигателей в последнее время производится графоаналитическим методом с использованием аппарата математической логики.
ЛИТЕРАТУРА
1. Башта Т. М. Расчеты и конструкции самолетных гидравлических устройств, Оборонлиз, 1961.
2. Берендс Т. С, Таль А. А., Пневматические релейные схемы, «Автоматика и телемеханика», 1959, т. 20, №11.
3. Богданович Л. Б., Гидравлические привады в машинах, Машгиз, 1962.
4. Гаврилов М. А., Теория релейно-контактных схем, Изд-во АН СССР, 1950.
5. Зенченко В. П., Крейнин Г. В., Воздух управляет автоматами, Изд-во АН СССР, 1963.
6. Лапидус В. И., Петров В. И., Гидромеханические передачи автомобилей, Машгиз, 1961.
7. Лемберг М. Д., Элементы гидроавтоматики, Госэнергоиздат, 1962.
8. Литвин-Седой М. 3., Гидравлический привод в системах автоматики, Машгиз, 1956.
9. Меклер И. И., Графический метод синтеза релейных схем, Известия ВУЗов, серия «Машиностроение», 1962, № 7 и 10.
10. Новиков П. С, Элементы математической логики, Физматгиз, 1959.
11. Перекрестов А. В., К вопросу упрощения сложных схем гидропривода и гидроавтоматики, Днепропетровский инженерно-строительный институт, Сборник научных трудов, вып. 18, 1961.
12. Перекрестов А. В., Математико-логический метод синтеза и анализа принципиальных схем шдроавтоматики, Днепропетровский инженерно-строительный институт, Сборник научных трудов, вып. 23, 1962.
13. Поваров Г. Н., Логика и автоматизация, сборник «Логические исследования», Изд-во АН СССР, 1959.
14. Прокеш И., Описание и контроль гидравлических схем при помощи аппарата математической логики, Машиностроение 1958, № 2.
15. Рогинекий В. Н., Элементы структурного синтеза релей ных схем управления, Изд-во АН СССР, 1959.
