Возможности автоматических устройств. Рабочие характеристики

Директория статьи: ГлавнаяПроизводствоМашиностроение

Надежность. Под надежностью системы понимается безотказность ее работы в течение определенного отрезка времени. Это определение надежности логически включает в себя следующее основное требование, предъявляемое к автоматической системе, — наименьшая зависимость, а в пределе и полная независимость системы от изменения условий внешней среды в заданных границах.

Система должна правильно работать при определенных допустимых ,колебаниях уровней командных и исполнительных сигналов, при внешних температурных колебаниях, изменении влагосодержания и пылесодержания воздуха, при определенных уровнях помех и паразитных внешних воздействий. Во многих случаях к системе предъявляются дополнительные требования: стойкость к агрессивным средам, нечувствительность к вибрациям и т. п.-

Сравнение надежности автоматических систем из-за отсутствия достаточных данных весьма затруднительно. Основываясь на опыте эксплуатации пневматических и гидравлических систем, можно сказать, что обычно в очень ответственных случаях применяются именно эти системы, а не электрические и электронные. Так, например, системы наведения, орудий, где требуется высокая надежность, как правило, делаются гидравлическими. Системы внутренней автоматики на американских спутниках в основном выполнены пневматическими.

Долговечность. Если под надежностью системы понимается ее устойчивая работа в течение определенного периода времени, то под долговечностью следует понимать полный срок службы системы, имея в виду возможность надзора и периодического ремонта. Совершенно очевидно, что чем больше срок службы отдельных элементов системы, тем долговечнее система в целом. Весьма затруднительно сравнивать долговечность элементов пневмо- и гидроавтоматики с долговечностью полупроводниковых и ферритовых элементов, которые при сравнительно низком коэффициенте надежности имеют высокую долговечность. Однако вполне -возможно сравнивать контактные элементы всех систем. Для примера сравним одну из основных характеристик — число надежных срабатываний. Число срабатываний электромеханических реле обычно не превышает нескольких десятков тысяч. Число срабатываний пневмореле составляет около 10 млн., а гидравлических беспружинных реле практически неограниченно. Со временем (после нескольких миллионов срабатываний) лишь немного увеличиваются потери давления.

Точность. Точность отдельных элементов автоматических систем определяется техническими требованиями, положенными в основу при их разработке. Однако необходимо отметить, что точность приборов имеет пределы, а следовательно, и точность системы в целом, определяемая точностью входящих в нее элементов, ограничена. С точки зрения достижимой точности элементы электрических, пневматических и гидравлических систем обладают примерло равными возможностями. Исключение, пожалуй, составляют пневматические измерительные приборы, точность которых может быть очень высока и позволяет, например, измерять длину . с точностью до 0,1 мк и выше.

Необходимо отметить, что пневматические и в особенности гидравлические системы обладают высокой точностью регулирования скорости движения исполнительных органов. Так, например, следящие гидравлические системы, широко распространенные на современных металлорежущих станках, обеспечивают точность обработки деталей до 0,01 мм, что составляет десятые доли процента величины полного диапазона регулируемого хода исполнительного органа. С помощью электрических исполнительных органов подобную точность регулирования хода практически обеспечить невозможно. Этим • можно также объяснить и то обстоятельство, что во многих электронных системах применяются пневматические и гидравлические исполнительные механизмы.

Дальность действия. Электрические системы обладают практически неограниченной дальностью действия. Чисто пневматические системы ограничены целесообразным радиусом действия 300—600 м. Гидравлические системы обычно не применяются в тех случаях, где требуется дальность действия выше 50—60 м.

Быстродействие системы. На первый взгляд кажется очевидным, что быстродействие систем электроавтоматики значительно превышает быстродействие других систем. Однако в действительности во многих случаях пневмо- и гидросистемы не только конкурируют с электрическими, но и превосходят их по скорости срабатывания (сравнение проводится для электроконтактных систем). Наглядным примером могут служить гидравлические и пневмогидравлические следящие системы, быстродействие которых в 10—115 раз выше, чем у электрических следящих систем. Для сравнения можно также рассмотреть частоту срабатывания релейных элементов, чаще других используемых для создания схем управления. Электромеханические реле обычно допускают не более 50—1100 срабатываний в секунду (и то только некоторые их типы). Время срабатывания гидравлического реле-золотника не превышает 0,005—0,01 сек. Время срабатывания пневматических релейных элементов такое же.

Скорость электрического командного импульса очень велика, но практическую ценность это качество электрических систем представляет только в случае значительного удаления управляемых объектов от командного пункта. При автоматизации объектов с расположением автоматических регуляторов или программных устройств вблизи объекта вполне достаточна и скорость распространения командного импульса пневматических и гидравлических систем. У пневматических систем эта скорость достигает половины скорости распространения звука в воздухе, если амплитуда командного импульса на приемной стороне составляет 20—30% амплитуды на передающей стороне.

Скорость распространения гидравлического импульса (давления) столь велика, что при расчетах точности и чувствительности погрешностью, связанной с запаздыванием передачи импульса давления, можно пренебречь. Так, например, эта скорость для жидкостей с малой вязкостью (3—б°Е) при применении стальных труб равна 1 060—1 100 м/сек, причем она почти не зависит от величины давления жидкости и диаметра трубопровода. При повышении вязкости скорость несколько снижается, особенно для труб малого сечения; так например, в жидкостях с вязкостью порядка 90-чЮ0°Е, идущих по трубе диаметром 13 мм, она может снизиться до 1 000 м/сек, а по трубе диаметром 4 мм — до 700—750 м/сек.

Быстродействие исполнительных органов. Вне зависимости от назначения объекта рабочие органы можно подразделить на три типа:

1) механизмы с вращательным движением;.

2) механизмы с возвратно-поступательным движением;

3) механизмы, в которых совмещаются вращательное и возвратно-поступательное движение.

Поскольку исполнительные механизмы третьего типа распространены сравнительно мало, остановимся на быстродействии механизмов только с вращательным или возвратно-поступательным движением. Наиболее распространенными исполнительными механизмами вращательного типа являются электродвигатели. Промышленность выпускает электродвигатели, дающие от нескольких оборотов до нескольких тысяч оборотов в минуту. С точки зрения скоростных характеристик пневматические двигатели роторного типа не уступают электрическим. Пневмодвигатели такого типа, имеющие значительно меньшие габариты, чем электрические, позволяют получать до 100 тыс. об/мин.

Быстродействие пневматических и гидравлических механизмов с возвратно-поступательным движением значительно (примерно в 10 раз) выше, чем электрических.

Кроме того, получение значительных усилий непосредственно с помощью электрических исполнительных механизмов возвратно-поступательного движения практически невозможно. Поэтому для получения больших усилий обычно применяют электродвигатели с механическими устройствами, преобразующими вращательное движение в прямолинейное.

Возможность получения больших моментов и усилий. Для примера можно сравнить три исполнительных органа: электрический соленоид, пневматический и гидравлический поршневые приводы, имеющие одинаковые габариты (0 150 мм). Соленоид развивает на штоке усилие 40—60 кГ, пневмопривод при рабочем давлении 30 кГ/см2 развивает на штоке усилие 5 325 кГ, гидропривод, работающий при обычном давлении (55—60 кГ/см2), развивает на штоке усилие 10 650 кГ.

Электродвигатели в большинстве случаев применяются с редукторами из-за трудности создания низкооборотных электродвигателей с большим крутящим моментом.

Плавность хода и возможность регулирования скорости движения исполнительных органов. Пневматические и гидравлические исполнительные органы возвратно-поступательного типа имеют значительно более плавный ход, чем аналогичные электрические. Регулирование скорости перемещения поршня или мембраны достигается в них путем обычного дросселирования. Из числа электрических исполнительных органу непосредственному регулированию поддаются лишь электродвигатели постоянного тока.

Простота осуществления законов регулирования. Пневматические и гидравлические автоматические системы осуществляют заданные законы регулирования более простыми средствами, чем электрические устройства. Этим и объясняется тот факт, что в промышленности преобладают именно пневматические и гидравлические автоматические регуляторы приборного типа и агрегатные унифицированные системы автоматического регулирования.

Статья №72 | Просмотров: 737 | Добавлено: 01 ноября 2012 г.

Почему Вы еще не прокомментировали? Оставьте свой комментарий! Весь Интернет заждался уже!

Ваше Имя Муж. Жен. Как нам Вас величать?
Антиспам защита

– Напишите название этого сайта по-русски
(если Вы не в курсе, сайт называется "ВикиАтлас")

Текст комментария
   
Статистика статьи
Слов в статье:
1144
Символов в статье:
9426
Просмотров статьи:
935
Уникальные просмотры:
737

Воздушные шары

ТОП5 самых посещаемых статей раздела
ТОП3 самых новых статей раздела