Следящие гидросистемы широко применяют в приводах станков с ЧПУ. В гидросистемы входит следящий гидропривод. В его состав входят гидроусилители (гидропередачи с обратной связью) (рис. 124). Выход такого гидроусилителя автоматически устраняет через обратную связь возникающее рассогласование между управляющим воздействием (входным сигналом) и ответным действием (выходным сигналом). Под входным сигналом хУ понимается любое намеренное воздействие (перемещение, скорость и прочие параметры), сообщаемые датчику рассогласования от задающего устройства, а под выходным сигналом х понимается воздействие, развиваемое исполнительным органом (гидродвигателем), с помощью которого осуществляется требуемое перемещение выходного звена. Выходная мощность гидроусилителей практически не ограничена, мощность входного сигнала может быть мала (0,5 Вт).
![гидромотор](https://tehnar.info/wp-content/uploads/2014/11/гидроусилитель-1024x276.jpg)
Для слежения обычно применяют отрицательную обратную связь, передающую выходной сигнал на вход (к управляющему элементу). Существуют различные виды обратных связей. В электрогидравлических сервомеханизмах широко применяется жесткая обратная связь выхода с входом по положению, которая обладает высокой точностью слежения и устойчивостью против колебаний.
Рассмотрим функциональную схему гидропривода (рис. 125). Она содержит электродвигатель 1, регулируемый насос 2, нерегулируемый гидромотор 3 и рабочий орган 4. При подаче сигнала от усилителя 8 в катушку 7 гидрораспределителя 6, распределитель
соединит линию нагнетания р с левой частью сервоцилиндра 5; правая часть будет соединена со сливом а. Сервоцилиндр механически связан с регулирующим органом насоса 2. Под действием рабочей жидкости сервоцилиндр повернет регулирующий орган насоса, выведя его из нейтрального положения, изменив его рабочий объем и подав рабочую жидкость в гидромотор 3. Гидромотор, вращаясь, переместит рабочий орган 4. В данной схеме образованы две регулирующие системы: гидрораспределитель 6 и сервоцилиндр 5, насос 2 и гидромотор 3. Гидрораспределитель в первой системе является управляющим звеном, а сервоцилиндр — усилительным. Управляющими звеньями в станках с ЧПУ называют электромеханические преобразователи (ЭМП), шаговые двигатели (ШД), управляющие золотники, сервоцилиндры.
Гидроусилителями называют усилительно-преобразовательные устройства, которые позволяют управлять большими мощностями. Они предназначены для управления насосами, гидромоторами, регулируемыми дросселями, гидроклапанами. В гидросистемах объемного регулирования станков с ЧПУ наибольшее распространение получили гидроусилители золотникового типа — золотник и сервоцилиндр и электрогидравлические усилители — электромеханический преобразователь, золотник. Гидроусилитель такого типа с обратными связями является маломощной гидравлической следящей системой дроссельного регулирования с входным сигналом в виде перемещения, получаемого от электромеханического преобразователя. А это приводит к усложнению структуры системы управления с ЧПУ, связанной с применением золотника и трудностями обеспечения устойчивости системы (явление гистерезиса), а появление зазоров в системе усилителя вызывает фазовые ошибки. Все это влияет на точность работы выходных звеньев гидросистемы.
Другой разновидностью гидроусилителей, применяемых в станках с ЧПУ, является аксиально-плунжерный гидромотор, работающий с вращающимся золотником. Они образуют автономную следящую систему с жесткой отрицательной обратной связью по углу поворота выходного вала (рис. 126).
Масло от пластинчатого насоса, вращаемого асинхронным электродвигателем, подается через фильтр и обратный гидроклапан (на схеме не показаны) по трубопроводу 4 к гидроусилителю моментов, состоящему из управляющего золотника 2 и гидромотора 6. Выходной вал управляющего золотника 2 связан с шаговым двигателем 1 и вращается во втулке 5. Во втулке имеются два отверстия, выходящие в проточку в, соединенную с нагнетательной линией насоса трубопроводом 4, и два отверстия, выходящие в проточку б, соединенную с сливной линией трубопроводом 3. Отверстия во втулке 5, выходящие в проточки а и г через трубопроводы 7, соединены с рабочими полостями гидромотора 6. В золотнике имеются четыре фрезерованные канавки и четыре уплотняющих пояска. Когда золотник 2 находится в среднем положении, его уплотняющие пояски перекрывают отверстия, выходящие в канавки б и в и обе полости гидромотора заперты. Рабочий орган станка не двигается. При повороте золотника 2 от среднего положения в ту или другую сторону шаговым двигателем 1 одна из полостей гидромотора соединяется с нагнетательной линией, а вторая со сливом в гидробак. Гидромотор приходит в движение. Втулка 5 жестко связана с валом гидромотора 6. Вал гидромотора вместе с втулкой 5 поворачивается до тех пор, пока отверстия, входящие в проточки бив втулки 5 не будут перекрыты поясками золотника 2 (жесткая обратная связь уменьшает рассогласование в системе). Угол поворота золотника 2 соответствует углу поворота шагового двигателя; следовательно, гидромотор точно отрабатывает углы поворота шагового двигателя 1.
Крутящий момент гидромотора пропорционален перепаду давления в гидросистеме между обеими его полостями.
Гидроусилители имеют ряд преимуществ по сравнению с усилителями другого типа: меньшую инерционность, лучшие динамические характеристики, малую массу и габариты, удобство преобразования энергии потока жидкости в механическую энергию, возможность управлять большими мощностями. Их недостатки:
- необходимость высокой точности изготовления отдельных деталей и, следовательно, быстрое изнашивание при эксплуатации, утечки масла и ухудшение вследствие этого динамических характеристик;
- зависимость вязкости рабочей жидкости от температуры;
- сложность наладки;
- при увеличении проходного сечения золотника момент на выходном валу гидромотора растет, а жесткость системы золотник—гидромотор падает.
На устойчивость и точность гидроусилителей кроме точности изготовления механических элементов системы влияют сжимаемость и утечки масла, деформации трубопроводов, трение и люфты в соединениях.
Для управления работой механизмов промышленных роботов, станков, прессов и других машин по программе, поступающей на привод в виде электрических сигналов от задающего устройства, предназначен электрогидравлический следящий привод. Привод состоит из гидроцилиндра дифференциального типа; блока датчиков, в который входят датчики обратной связи и лентопротяжный механизме компенсатором зазоров; гидрозамка и дросселирующего гидрораспределителя с электроуправлением. В зависимости от типоразмера привод может иметь различные характеристики.
Благодаря вам, на отлично защитил практическую работу.