УДК 621-525 (088,8) Секція: “Технічні науки”

Підсекція: “Галузеве

машинобудування”

Божок А.М., Кримський В.П.

Подільський державний аграрно-технічний університет

ПІДВИЩЕННЯ ТОЧНОСТІ ФУНКЦІОНУВАННЯ ДЕФЕРЕНЦІАТОРА НЕЕЛЕКТРИЧНОГО ТИПУ

Відомі гідравлічні пристрої для диференціювання сигналів, що містять підсумовуючий важіль, вузол приймання вхідних сигналів і перетворювач, механічно зв’язаний з підсумовуючим важелем і гідравлічну замкнену сильфонну систему з вузлом приймання вхідних сигналів (А.С. СРСР №№ 469973, 746565, 1076891, 1159035 та ін.). Незважаючи на високу ефективність функціонування в усталеному температурному режимі, при перемінних температурах в широких межах точність роботи їх понижується через змінювання об’єму робочої рідини у замкненій системі

Рис.1. Принципова схема диференціатора підвищеної точності функціонування: 1,8,15,21 – рухомі фланці; 2,17 – циліндричні напрямні; 3,9,10,13,16–сильфони; 4,7,11 - нерухомі фланці; 5,12,14 – гідролінії; 6 – дросель голчастий; 18 – пружина; 19,22 – тяга; 20– підсумовуючий важіль

У зв’язку з цим пропонується обладнати відомі пристрої для диференці-ювання компенсатором змінювання температури. Такий диференціатор містить вузол приймання вхідних сигналів з сильфоном 3, рухомим 1 і нерухомим 4 фланцями і циліндричною напрямною 2. Закрита порожнина сильфона 3 жорсткою гідролінією 5 сполучена з перетворювачем сигналів, який складається із голчастого дроселя 6 і двох сильфонів 13, 16, зв’язаних між собою рухомим фланцем 15. Фланець 15 тягою 22 з’єднаний з одним кінцем підсумовуючого важеля 20, фланець 21 з його середньою точкою, а другий кінець – з вихідною тягою 19. Для утримання підсумовуючого важеля 20 в заданому (вертикальному) положенні і зменшення виливу механічного гістерезису матеріалу стінок сильфонів установлена зрівноважуюча пружина 18.

Фланець 11 перетворювача сигналів жорстко зв’язаний з сильфонами 9, 10 компенсатора змінювання тиску робочої рідини, викликаного змінюванням її температури. Сильфони 9, 10 з’єднані з вільним фланцем 8 таким чином, що утворюють дві замкнуті порожнини, одна з яких через отвори у фланцеві 11 сполучається з порожниною сильфонів перетворювача сигналів і наповнена робочою рідиною, а друга порожнина - наповнювачем з більшим від робочої рідини коефіцієнтом об’ємного розширення.

Робоча рідина через жорстку 5 і гнучку гідролінію 14 поступає у сильфон 16 безпосередньо від сильфона 3, а у сильфон 8 - через жорсткі лінії 5, 12 й голчастий дросель 6.

Рухомі деталі диференціатора переміщуються у циліндричних напрямних 2, 17, жорстко зв’язаних з нерухомими фланцями 4, 7.

Працює диференціатор наступним чином:

При різкій дії вхідного сигналу і незмінній температурі робочої рідини, через наявність дроселя 6, тиск у сильфоні 13 буде зростати повільніше ніж у сильфоні 16, в результаті чого рухомий фланець 15 буде переміщуватися вправо, переміщуючи з собою один із кінців підсумовуючого важеля 20, створюючи додаткове переміщення його вихідному кінці і тязі 19. Рухомий фланець 21 сильфона 16, з’єднаний з підсумовуючим важелем 20 в середній його частині буде переміщуватися вліво і тим самим додатково перемістить вихідну тягу 19. В результаті на виході буде додавання двох переміщень: переміщення, викликаного змінюванням вхідного сигналу і переміщення, викликаного швидкістю змінювання вхідного сигналу.

При підвищеній температурі робочої рідини в порівнянні з розрахунковою її об’єм і тиск збільшиться, що викликало би додаткове переміщення вихідної тяги 19 і відповідно цього похибку в роботі диференціатора. Однак із збільшенням температури робочої рідини підвищується температура наповнювача у сильфоні 9 і він розширяється. При цьому вільний фланець 8 переміщується вправо і збільшує об’єм сильфона 10 настільки, що компенсує приріст об’єму робочої рідини у сильфонах 3, 13, 16, перетіканням її через отвори у фланці 11 у сильфон 6.

При пониженій температурі робочої рідини об’єм і тиск її зменшиться, а також зменшиться об’єм наповнювача у сильфоні 9 і фланець 8 переміститься вліво, зменшуючи при цьому об’єм сильфона 10 настільки, що компенсує зменшення об’єму робочої рідини у сильфонах 30, 13, 16 перетіканням її через отвори у фланці 14 із сильфона 10.

Об’єм сильфона наповнювача компенсатора визначається за формулою:

де, D_3, D₁₃, D₁₆, D _9, D₁₀ - середні діаметри відповідних до схеми сильфонів вузла приймання сигналів, перетворювача сигналів і компенсатора; діаметри жорсткої і гнучкої гідроліній; - довжини відповідних до схеми сильфонів вузла приймання сигналів, перетворювача сигналів і компенсатора; довжини жорсткої і гнучкої гідроліній; - коефіцієнт об’ємного розширення робочої рідини і наповнювача; t - температура робочої рідини і наповнювача.

Застосування запропонованого деференціатора, в порівнянні з відомими, дасть можливість підвищити точність функціонування систем автоматичного регулювання і керування за рахунок зменшення похибок, обумовлених перепадом температури робочої рідини.

Автори: А.М.Божок В.П.Кримський

ВІДОМОСТІ ПРО АВТОРІВ:

1. Божок Аркадій Михайлович, в. о. доцента Подільського державного

аграрно-технічного університету.

Домашня адреса:

32300, м. Кам’янець-Подільський, вул. Жукова, буд.21, кв. 7.

домашній телефон: 4-57-92.

2. Кримський Володимир Павлович, завідувач кафедри військового

інженерного інституту Подільського державного технічного

університету:

Домашня адреса:

32300, м. Кам’янець-Подільський, вул. Лермонтова буд. 2б, кв.13.

домашній телефон: 3-93-93.