Электрогидравлические усилители

Широкое распространение в гидроприводах нашли электрогидравлические усилители, применяемые для управления потоком рабочей жидкости при помощи электрического или гидравлического сигнала малой мощности. Они устанавливаются на напорной линии гидростанции или на сливной линии двигателя. Управляющим элементом гидроусилителей являются обычно управляемые дроссели, конструктивно выполняемые в виде сопла-заслонки, регулируемого золотникового распределителя или струйного устройства.
Принцип действия гидроусилителей типа сопло-заслонка показан на рис. 3.19,а. Заслонка 1 электромеханическим преобразователем — электромагнитом, электродвигателем или промежуточным гидравлическим устройством под действием момента М смещается на угол <р, например вправо, открывая левое сопло на /i=/0—f—/ и закрывая правое сопло на магистрали 2 и правой камере 3 при этом давление повышается до значения Щ а в магистрали 4 и левой камере 5 понижается до значения р2. Исполнительное устройство 6 под действием перепада давлений Ар= =pi—р2 смещается влево на щ преодолевая сопротивление пружин 7. Такая конструкция усилителя обеспечивает обычно промежуточную ступень усиления. Последующий каскад усиления связан с исполнительным, устройством 6.
Коэффициент усиления усилителя такого типа оценивается отношением, где AF=F\—F2— разность усилий на исполнительном устройстве 6 в правой и левой камерах усилителя, возникающая при разности давлений исполнительное устройство на Л; М — момент, действующий на ось заслонки 1, поворачивающий ее на угол ф.
Строго говоря, обычные золотниковые или клапанные распределители могут также рассматриваться как гидроусилители, коэффициент усиления по мощности которых определяется отношением, где р и Q — давление и расход рабочей жидкости на выходе распределителя; F — усилие, необходимое для перемещения золотника на расстояние к.
На рис. 3.19,6 упрощенно показано устройство двухкаскадного золотникового гидроусилителя, применяемого в гидравлических автоматических регуляторах мощности типа АРДГ дуговых сталеплавильных печей (см. § 9.4). В первом каскаде усиления производится управление давлением в полости А путем перемещения зубчатой рейки /, с которой жестко связаны золотники 2, 3. Перемещение рейки влево вызовет дросселированную подачу жидкости от магистрали управления в полость А, повышение давления в которой вызовет в свою очередь перемещение влево золотникового блока 4 второго каскада усиления. При этом возникает связь силовых трубопроводов /—//, по которой под действием активной нагрузки — веса электрододержателя с электродами происходит слив жидкости из силового гидроцилиндра, т. е. опускание электрода.
Расход жидкости через трубопроводы 1—2, определяющий скорость опускания электрода, ограничен и определяется значением перемещения влево золотникового блока, при котором происходит перекрытие золотником 3 линии управления.
Смещение рейки вправо обеспечивает открывание золотником 2 линии слива жидкости управления из полости А, давление в которой понижается. Под действием неизменного давления в полости В происходит перемещение золотникового блока 4 вправо, возникает связь трубопроводов III—I, т. е. подключение силового гидроцилиндра к линии силового напора, электрододержатель с электродами поднимается. Скорость подъема электрода определяется конечным положением золотникового блока 4 при перемещении его вправо, при котором компенсируется смещение вправо зубчатой рейки 1 и золотником 2 перекрывается окно трубопровода слива жидкости управления. Электрододержатель с электродом в неподвижном состоянии остается при нейтральном положении золотникового блока 4, при котором силовой трубопровод I закрыт. Таким образом, в данном случае гидроусилитель выполняет и роль гидрозамка, удерживающего статическое давление в силовом гидроцилиндре подъема электродов дуговых печей, необходимое для фиксации электрода в неподвижном положении.
В гидроприводах ЭТУ нашли применение как одиночные элементы управления и регулирования, так и их типовые комбинации, объединенные одним корпусом. Дроссели с обратным клапаном предназначены для регулирования скорости перемещения рабочих органов путем изменения расхода рабочей жидкости при движении ее в одном направлении и свободном проходе в обратном направлении. Такой узел обеспечивает медленное движение рабочего органа в одном направлении быстрое — в обратном, что может быть успешно использовано для приводов, обеспечивающих разлив жидких металлов.
Дополнение схемы рис. 3.20 регулятором расхода, включенным последовательно с дросселем, обеспечивает поддержание установленной скорости перемещения рабочего органа в одном направлении независимо от нагрузки на рабочем органе и свободный пропуск потока жидкости в обратном направлении с наименьшей потерей давления.
Для синхронизации движения двух рабочих органов независимо от значения действующих на них нагрузок применяют делительные клапаны, которые делят поток жидкости на две части, клапана.
Системы гидропривода комплектуются также измерительной аппаратурой, контролирующей давление и расход, а также фильтрами, обеспечивающими очистку рабочей жидкости.