Погpешность воспpоизведения, нечувствительность и устойчивость следящей системы

Скорость слежения v_с прямо зависит от величины v_з и угла a подъема профиля копира. В приводе по рис. 8.1 v_з= const и v_c возрастает с увеличением a.

Чем выше v_c, тем больше должна быть подача масла в цилиндр и из него, а значит и величина смещения золотника от нейтрального положения.

Расстояние, на которое должен смещаться золотник от нейтрального положения, для того чтобы обеспечились необходимая разность давлений в полостях цилиндра и необходимая скорость его перемещения, определяет собой погрешность воспроизведения (копирования), так как в процессе обработки на такое же расстояние смещаются друг относительно друга щуп и режущий инструмент. Это обуславливает отличие профиля обработанной поверхности от контура копира.

Таким образом, чем больше скорость слежения v_c, а также нагрузка R на гидродвигателе, тем больше погрешность воспроизведения.

На качество копируемой поверхности, кроме того, влияет сила трения в рабочем органе, которая изменяется в зависимости от величины и знака скорости слежения и обуславливает образование зоны нечувствительности следящего привода.

На рис. 8.2 показано отличие профиля изделия 1 от профиля копира 2, зависящее от погрешности воспроизведения следящего привода и его нечувствительности.

Величина характеризует погрешность копирования, обусловленную погрешностью воспроизведения следящего привода, связанную с величиной скорости слежения vc и нагрузки R. Величина – погрешность копирования, обусловленная нечувствительностью следящего привода в результате действия сил сухого трения. Таким образом, в результате погрешности следящего привода, пропорциональной величине скорости слежения, контур изделия получается как

бы сдвинутым относительно профиля копира в направлении, обратном направлению скорости задания v_з.

Инерция и упругость масла, а так же запаздывание при прохождении сигнала управления обуславливает возможность возникновения колебаний в системе. При увеличении амплитуды колебаний система может стать неустойчивой.

Амплитуда этих колебаний может уменьшаться или увеличиваться. Если, например, трение в направляющих рабочих органов будет значительным, колебания будут затухающими, а системе устойчивой. Но если энергия, поступающая по цепи обратной связи, окажется достаточной для преодоления сил трения с некоторым запасом, амплитуда колебаний будет нарастать, объект управления (рабочий орган) будет раскачиваться все сильнее, и система будет неустойчивой.

Под устойчивостью следящей системы управления понимается ее способность возвращаться к установившемуся состоянию после прекращения воздействий, которые вывели систему из этого состояния.

Устойчивость определяет работоспособность системы.

На динамическую точность и производительность станка влияет быстродействие следящей системы, которая характеризуется временем переходного процесса.

Правильный выбор следящего привода заключается в том, чтобы при заданных режимах работы стенка ограничить погрешность воспроизведения и нечувствительность привода требуемыми пределами.

Чувствительность и погрешность копирования также зависят от соотношения осевых размеров поясков золотника и кольцевых канавок его корпуса. По этому признаку различают дросселирующие распределители с положительным, отрицательным и нулевым перекрытием (рис. 8.3).

Распределители с положительным перекрытием (см. рис. 8.3,б) имеют повышенную зону нечувствительности, так как смещение золотника от среднего положения на величину х_o не вызовет соответствующего движения инструмента, в результате чего значительно увеличится погрешность копирования.

Распределители с отрицательным перекрытием (см. рис. 8.3,в) лишены этого недостатка, однако их применение сопровождается значительным перепусканием масла из напорной линии системы в сливную, что может привести к падению давления и большим потерям мощности в то время, когда золотник находится вблизи от своего среднего положения.

Наилучшими характеристиками обладают дросселирующие распределители с нулевым перекрытием (см. рис. 8.3,а), но практически выполнить его сложно. Поэтому предпочитают распределители с весьма малым отрицательным перекрытием.

9.3 Привод с двухщелевым дросселирующим распределителем (рис. 8.4)

Масло от насоса Н подается по линии 1 в штоковую полость цилиндра Ц, а через полость А, щель h₁ дросселирующего распределителя Р и далее по линии 2 – в поршневую полость цилиндра. Цилиндр, таким образом, оказывается включенным по дифференциальной схеме. Через щель h₂ распределителя поршневая полость цилиндра соединяется со сливной линией 3. Давление масла в штоковой полости цилиндра постоянно, а значит, постоянна и сила, действующая на поршень снизу. При перемещении управляющего золотника изменяются размеры щелей h₁ и h₂, давление масла в поршневой полости цилиндра и сила, действующая на поршень сверху, изменяются. Нарушение равновесия сил на поршне обуславливает перемещение его каретки В с инструментом и корпуса дросселирующего распределителя в направлении, соответствующем знаку разности сил.

Достоинством привода является относительная простота изготовления золотника и корпуса распределителя, недостатком, по сравнению с предыдущим приводом, – меньшие возможности варьирования схемы и меньшая развиваемая сила при равных диаметрах цилиндров.

9.4 Привод с однощелевым дросселирующим распределителем (рис. 8.5)

Масло от насоса Н по линии 1 подается в штоковую полость цилиндра Ц дифференциального действия, из которой через встроенный в поршень дроссель ДР проходит в поршневую полость. Из поршневой полости масло идет по линии 2, через щель h дросселирующего распределителя Р в сливную линию 3. Давление в штоковой полости и сила, действующая на поршень снизу, постоянны.

Давление в поршневой полости цилиндра, а значит и сила, действующая сверху, зависят от величины щели h. При нарушении равновесия сил на поршне он будет перемешаться в направлении, определяемом знаком разности сил.

В таком приводе конструкция распределителя максимально упрощена, но привод уступает другим следящим приводам по точности копирования, а также по скорости слежения, величина которой ограничена из-за небольшой пропускной способности дросселя цилиндра.

Дата добавления: 2014-11-06