ĆWICZENIE nr 5
POLITECHNIKA RADOMSKA im. KAZIMIERZA PUA
ASKIEGO
Wydział Mechaniczny, Instytut Eksploatacji Pojazdów i Maszyn
LABORATORIUM
NAP
DÓW I STEROWANIA HYDRAULICZNEGO I PNEUMATYCZNEGO
Temat: Sterowanie proporcjonalne w układach hydraulicznych.
CEL
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budow , zasad działania i zastosowaniem
podstawowych hydraulicznych elementów proporcjonalnych oraz praktycznego ich wyko-
rzystania w układach steruj cych.
WPROWADZENIE
Sterowaniem nazywamy nastawę parametrów wyjściowych charakteryzuj cych dany
przebieg lub proces za pomoc odpowiedniego sygnału wejściowego.
Sterownik to urz dzenie służ ce do zmiany wartości sterowanego parametru, bez
możliwości automatycznej korekty w przypadku pojawienia się zakłóceń.
Regulacja to taki rodzaj sterowania, w którym zadana wielkość wejściowa jest syste-
matycznie porównywana z wielkości wyjściow i w przypadku wyst pienia różnicy warto-
ści tych sygnałów zostaje ona przetworzona na odpowiedni sygnał powoduj cy takie prze-
sterowanie układu, które doprowadzi do ich zgodności. W procesie regulacji należy, zatem
utrzymać stał wartość określonego parametru, który mógłby ulec zmianie pod wpływem
zakłóceń zewnętrznych.
Regulator to sterownik wyposażony w sprzężenie zwrotne za pomoc , którego doko-
nuje się porównywania sygnałów wejściowego i wyjściowego.
Funkcje sterowania wartości i kierunku przepływu energii w układach hydraulicznych
pełni elementy zwane ogólnie zaworami.
Sterowanie sprowadza się do odpowiedniego poł czenia dróg (otworów przył czenio-
wych) zaworu i zmiany przekroju przepływu cieczy poprzez odpowiednie ustawienie ru-
chomej części steruj cej zaworu.
Ogólnie zawory możemy podzielić na: kierunkowe, ciśnieniowe i natężeniowe. Podział,
budowę, zasadę działania i funkcje, jakie spełniaj w układach steruj cych przedstawiono
szczegółowo w instrukcji dotycz cej sterowania sekwencyjnego.
Zawory mog być sterowane bezpośrednio przy pomocy dz
wigni, pedału, przycisku
lub pośrednio za pomoc urz dzeń mechanicznych, elektrycznych, hydraulicznych.
Dla rozwoju sterowania programowalnego szczególny interes przedstawia zawór elek-
trohydrauliczny umożliwiaj cy wprowadzenie elektronicznego sterowania do układów hy-
draulicznych. Zawiera on najczęściej dwa zespoły: steruj cy i siłowy (wykonawczy). Pierw-
szy z nich jest elektryczny a drugi hydrauliczny. Elementem ł cz cym te części jest prze-
twornik elektromechaniczny.
W układach przeł czaj cych dwustanowych rolę przetwornika spełnia zwykły elektro-
magnes a w układach o działaniu analogowym stosuje się silniki momentowe lub elektro-
magnesy proporcjonalne.
W zależności od rodzaju zastosowanego przetwornika zawory elektrohydrauliczne
dzielimy na dwa rodzaje:
- zawory elektrohydrauliczne serwo, z przetwornikiem w postaci silnika
momentowego,
- zawory elektrohydrauliczne proporcjonalne, z przetwornikiem w postaci elektroma-
gnesu proporcjonalnego.
Zawory elektrohydrauliczne serwo
Zawory elektrohydrauliczne serwo były pierwszymi zaworami o działaniu ci głym. Bu-
dowane s jako jedno-, dwu-, i trzy-stopniowe. Składaj się z:
- przetwornika elektrohydraulicznego zawieraj cego przetwornik elektromechaniczny
oraz mechaniczno-hydrauliczny,
- zaworu sterowanego hydraulicznie.
Przetwornik elektrohydrauliczny tworzy w zaworach jednostopniowych już cały zawór
w dwu- i trzystopniowych steruje następnymi stopniami.
W serwozaworach w roli przetwornika elektromechanicznego stosowany jest najczÄ™-
ściej przetwornik momentowy. Zamienia on sygnał elektryczny na analogow wielkość
mechaniczn : siłę lub przesunięcie. Może być wykonany z magnesem trwałym lub bez.
Przetwornik z magnesem trwałym (rys.5.1a) przypomina silnik pr du stałego ze stojanem
z magnesem trwałym, przy czym zwora 4 odpowiada wirnikowi silnika. W zależności od
wartości wypadkowego, magnesuj cego pr du I zwora obróci się o określony k t wokół
punktu 0 a koniec dz
wigni 8 przesunie się o wartość y w kierunku zależnym od wartości
pr du wypadkowego. Istnieje liniowa zależność pomiędzy pr dem I a sił F na dz
wigni
zwory.
Przetwornik bez magnesu trwałego (rys.5.1b) składa się z elektromagnesu z rdzeniem
9 zbudowanym z miękkiego żelaza z nawiniętymi nań cewkami 6 i 7 i zwory zamocowanej
obrotowo w punkcie 0. Zwora 4 wykonana jest z miękkiego żelaza i nie ma uzwojeń. Prze-
pływ przez cewki pr du o różnych natężeniach wywoła powstanie siły elektromotorycznej
d ż cej do obrócenia zwory. W zależności od wartości różnicy pr dów zwora obróci się o
określony k t wokół punktu 0 a koniec dz
wigni przesunie się o wartość y.
Rys.5. 1. Przetworniki elektromechaniczne momentowe a) przetwornik z magnesem
a
Przetwornik mechaniczno-hydrauliczny jest drugim członem przetwornika elektrohy-
draulicznego i jest w istocie zaworem hydraulicznym o konstrukcji:
- zaworu rozdzielaj cego suwakowego (rys.5.2a)
- wychylnej rurki strumieniowej zamieniaj cej energiÄ™ kinetyczn strumienia cieczy na
ciśnienie (rys.5.2b)
- zaworu dławi cego w postaci zespołu dysza-przesłona (rys.5.2c)
2
Zasada działania tych przetworników jest zbliżona. Przesunięcie elementu steruj cego
(suwaka, rurki lub przysłony) powoduje powstanie w przetworniku różnicy ciśnień
proporcjonalnej do wartości tego przesunięcia.
Rys.5. 2. Przetworniki mechaniczno-hydrauliczne. a) suwakowy, b) strumieniowy,
c) typu dysze-
Poł czenie przetwornika elektromechanicznego i mechaniczno-hydraulicznego daje
przetwornik elektrohydrauliczny. Na rys.5.3a pokazano przykład takiego przetwornika, w
którym przetwornik elektromechaniczny przykręcony jest do korpusu przetwornika dysza-
przysłona.
Rys.5. 3. a) przetwornik elektrohydrauliczny, b) dwustopniowy elektrohydrauliczny
Na rys.5.4b przedstawiono dwustopniowy zawór elektrohydrauliczny serwo bez sprzę-
żenia zwrotnego. Położenie suwaka 2 zaworu drugiego stopnia sterowane jest różnic
ciśnień wytwarzan przez przetwornik 1.
ZAWORY PROPORCJONALNE
Zawory proporcjonalne powstały w odpowiedzi na rosn ce zapotrzebowanie na tańsze
analogowe elementy steruj ce w napędach hydrostatycznych. W wyniku prac prowadzo-
nych nad udoskonaleniem elektromagnesów steruj cych uzyskano elektromagnesy o li-
niowej charakterystyce zależności siły lub przesunięcia od wartości pr du elektrycznego.
Pozwoliło to na budowę zaworów steruj cych ciśnieniem i natężeniem przepływu w spo-
sób ci gły, proporcjonalnie do elektrycznego sygnału wejściowego.
Nazwa tej grupy zaworów pochodzi od głównego elementu zaworu - elektromagnesu
proporcjonalnego. Elektromagnes proporcjonalny jest rozwi zaniem tańszym, prostszym,
3
niż przetworniki momentowe, lecz posiada gorsze właściwości statyczne i dynamiczne.
Przetwarza sygnał elektryczny (pr d) na wielkości mechaniczne (siłę, przemieszczenie).
Zawory proporcjonalne należ do grupy najbardziej rozwijaj cych się w ostatnim cza-
sie elementów hydrostatycznych i osi gnęły obecnie na rynku hydrauliki siłowej pozycje
wyrobów ogólnodostępnych. Stało się to za spraw Fabryki Elementów Hydrauliki
"PONAR-WADOWlCE" SA, która uruchamiaj c w latach 80-tych ich produkcję doprowa-
dziła konstrukcje, technologie, wykonanie i cenę do poziomu zadowalaj cego odbiorców.
Dostępność elementów hydrauliki proporcjonalnej i współpracuj cych z nimi sterowni-
ków elektronicznych sprawiły, że termin "technika hydraulicznego sterowania proporcjo-
nalnego" przestał być w kraju terminem teoretycznym. Warto tę technikę propagować i
rozpowszechniać wśród kadry technicznej polskiego przemysłu, przede wszystkim, ze
względu na jej zalety:
- wysoka dokładność i niezawodność działania,
- zbliżona do hydrauliki klasycznej budowa,
- mała (w porównaniu z "serwo") wrażliwość na zanieczyszczenia,
- prosty sposób realizacji zadanych i powtarzalnych procesów,
- możliwość wyeliminowania niekorzystnych zjawisk zwi zanych z rozruchem i hamo-
waniem mechanizmów obci żonych dużymi siłami masowymi,
- uproszczenie realizacji kilku zadań steruj cych jednocześnie co pozwala na zmniej-
szenie ilości elementów w układzie,
- możliwość automatyzacji procesu sterowania poprzez zastosowanie komputerów i
programowalnych sterowników logicznych,
- synchronizacja ruchu silników równoległych zasilanych z jednego z
ródła,
- możliwość sterowanie pomp o zmiennej wydajności.
W zaworze proporcjonalnym funkcje przetwornika elektromechanicznego spełnia elek-
tromagnes proporcjonalny pr du stałego zamieniaj cy sygnał elektryczny na proporcjo-
naln siłę lub przesunięcie.
Przetwornikiem mechaniczno-hydraulicznym jest najczęściej zawór suwakowy, prze-
twarzaj cy sygnał mechaniczny na proporcjonalne ciśnienie lub natężenie przepływu.
Rozróżniamy dwa rodzaje elektromagnesów proporcjonalnych:
- z wyjściem siłowym,
- z wyjściem położeniowym.
Przykład elektromagnesu z wyjściem siłowym pokazano na rys.5.4. Składa się on z
rdzenia 2 poł czonego z popychaczem 3, przenosz cym siłę na dalsze elementy. Przed-
stawiona schematycznie instalacja elektryczna 7 zasilania elektromagnesu składa się z
nadajnika potencjometrycznego 8 i wzmacniacza 9. Elektromagnesy z wyjściem siłowym
charakteryzuj się zwart budow i małym skokiem.
Przykład elektromagnesu z wyjściem położeniowym pokazano na rys.5.5. Różni się od
elektromagnesu z wyjściem siłowym dodatkowym czujnikiem położenia 6 mierz cym poło-
żenie rdzenia a tym samym popychacza 3 i przesyłaj cym w sposób ci gły informacje w
postaci sygnału elektrycznego o tym położeniu do elektronicznego układu sterowania.
Wartość zadana i rzeczywista położenia porównywane s w węz
le sumuj cym wzmacnia-
cza a ten dokonuje odpowiedniej korekty sygnału steruj cego. Dzięki sprzężeniu zwrot-
nemu elektromagnesy z wyjściem położeniowym charakteryzuj się dobrymi własnościami
statycznymi i dynamicznymi. Skok tych elektromagnesów w zależności od wielkości wyno-
si 3÷5 mm.
4
Rys.5.4. Elektromagnes proporcjonal 1-cewka, 2- 3-popychacz,
4- 5- 6-otwór, 7-elektroniczny
8- 9-wzmacniacz.
Rys.5.5 1-cewka, 2- 3-popychacz,
4- 5- 6- 7-elektroniczny
8- 9-wzmacniacz.
Przetwornik mechaniczno - hydrauliczny
Przetwornik mechaniczno-hydrauliczny, służy do zamiany sygnału mechanicznego na
proporcjonalne ciśnienie lub natężenie przepływu. Przetworzenie sygnału mechanicznego
wysyłanego przez elektromagnes proporcjonalny (siła lub położenie) na wielkość hydrau-
liczn (ciśnienie, natężenie przepływu) odbywa się najczęściej za pomoc zaworu suwa-
kowego. Od jakości tego zaworu zależ w dużym stopniu własności całego zaworu pro-
porcjonalnego. Doskonalenie konstrukcji zaworu suwakowego ukierunkowano na uzyska-
nie ci głości zmiany przekroju przepływu przy przesuwaniu suwaka.
5
KLASYFIKACJA ELEMENTÓW PROPORCJONALNYCH
Zawory proporcjonalne w zależności od funkcji spełnianych w układzie możemy po-
dzielić na trzy grupy:
- kierunkowo-przepływowe z sygnałem wyjściowym w postaci strumienia o określo-
nym kierunku i natężeniu przepływu, nazywane także rozdzielaczami proporcjonal-
nymi dławi cymi;
- regulatory przepływu;
- ciśnieniowe z sygnałem wyjściowym w postaci ciśnienia.
PROPORCJONALNE ROZDZIELACZE SUWAKOWE
Sw budow zbliżone s do zaworów kierunkowych sterowanych elektrycznie. Różni-
ca polega na zastosowaniu elektromagnesu proporcjonalnego i bardziej dokładnym wyko-
naniu pary suwak-korpus.
W rozdzielaczu suwakowym sterowanym ręcznie przesterowanie suwaka realizowane
jest przy pomocy dz
wigni a w rozdzielaczu sterowanym elektrycznie - elektromagnesem
dwustanowym.
Wraz z rozwojem techniki i zastosowaniem elektromagnesu proporcjonalnego, roz-
dzielacze suwakowe, służ ce pierwotnie wył cznie do sterowania kierunkiem przepływu
przejęły funkcje sterowania natężeniem przepływu co pozwala na jednoczesn możliwość
sterowania kierunkiem i prędkości silnika.
Rys.5.6. Rozdzielacz proporcjonalny typu USEB 6
Przykład budowy rozdzielacza proporcjonalnego sterowanego bezpośrednio przed-
stawiono na rys.5.6. Podstawowymi elementami rozdzielacza s : korpus 1, tłoczek pro-
porcjonalny 5, jeden lub dwa elektromagnesy 2; 4, indukcyjny czujnik położenia 3. Gdy
elektromagnesy nie maj zasilania, tłoczek jest utrzymywany w położeniu środkowym
przez sprężyny 6, 7 a wszystkie drogi (A, B, P, T) rozdzielacza s zamknięte. Wzbudzenie
jednego z elektromagnesów powoduje przesterowanie tłoczka, dla którego wielkość skoku
jest uzależniona proporcjonalnie od wielkości natężenia pr du w elektromagnesie. Im
większy jest sygnał, tym dalej zostanie on przesunięty. Im większe jest przemieszczenie
tłoczka, tym większy przekrój przepływowy i tym samym większe jest natężenie przepływu.
Wyposażenie rozdzielacza w indukcyjny czujnik położenia zapewnia pętle sprzężenia
zwrotnego, co pomniejsza histerezę przesterowania. Czujnik przekazuje do układu infor-
macje o rzeczywistym położeniu tłoczka, która porównywana jest z zadan wartości
przesunięcia i w razie konieczności korygowana. Sterowanie rozdzielaczem USEB6 reali-
6
zowane jest przy pomocy elektronicznego regulatora 30RE21. Wiele procesów technolo-
gicznych sterowanych zaworami proporcjonalnymi wymaga, ażeby po zadaniu skokowego
napięciowego sygnału wejściowego hydrauliczny sygnał wyjściowy (natężenie przepływu
lub ciśnienie) narastał lub malał liniowo w ściśle określonym czasie. W tym celu regulator
elektroniczny wyposażono dodatkowo w generator przekształcaj cy napięciowy skokowy
sygnał wejściowy w sygnał wyjściowy hydrauliczny o nastawianej w sposób ci gły stromo-
ści zbocza zarówno dla rosn cych, jak i malej cych wartości sygnału.
Blok elektroniczny formuje sygnał steruj cy dla rozdzielacza proporcjonalnego,
w sposób zapewniaj cy łagodny start i hamowanie
Regulatory przepływu
Sw budow zbliżone s do zwykłych regulatorów sterowanych ręcznie. Różnica po-
lega na zastosowaniu elektromagnesu proporcjonalnego w miejsce ręcznego urz dzenia
nastawczego pocz tkowego napięcia sprężyny. Pozwala to na zdalne sterowanie regula-
torem i zmianę natężenia przepływu w sposób ci gły.
4 3
8 7 6 5
2 1
A B
A
B
9
Rys.5.7 i
Na rys.5.7. pokazano przykład elektrohydraulicznego dwudrogowego proporcjonalne-
go regulatora przepływu z zaworem różnicowym na wyjściu typ 2FRE6 (Mannesmann-
Rexroth). Jego budowa jest zbliżona do tradycyjnego regulatora sterowanego pokrętłem
ręcznym. Na korpusie 5 znajduje się obudowa elektromagnesu 2, czujnik położenia 1
oraz przył cza elektryczne 3,4. Elektromagnes proporcjonalny 2, tworz cy wraz z czujni-
kiem położenia 1 elektromagnes z wyjściem położeniowym, steruj cy suwakiem 6, który
może być wyposażony w różne zwężki 5 umożliwiaj ce uzyskanie różnych charakterystyk
przepływowych. Suwak 8 tworzy zawór różnicowy. Regulator posiada bocznikuj cy zawór
zwrotny 9 umożliwiaj cy swobodny przepływ powrotny (np. w czasie szybkiego cofania).
Zawór ten może być zablokowany.
ELEKTROHYDRAULICZNE PROPORCJONALNE ZAWORY CIÅšNIENIOWE
W grupie tej wyróżniamy zawory przelewowe i redukcyjne. Ich budowa jest podobna
do zaworów nastawianych ręcznie z tym, że zamiast mechanicznego urz dzenia na-
stawczego (śruba, dz
wignia itp.) maj w tym miejscu zainstalowany elektromagnes pro-
porcjonalny.
Zawory przelewowe
P
Zadaniem przelewowych zaworów proporcjonalnych jest
ograniczenie ciśnienia poprzez odprowadzenie nadmiaru
cieczy z układu. Steruj cy sygnał elektryczny zamieniany
jest w ci gły sygnał wyjściowy w postaci natężenia przepły-
7
T
wu cieczy. Zadawanie wartości natężenia przepływu cieczy przez przykładanie elektrycz-
nego sygnału wejściowego pozwala wykorzystać zawór proporcjonalny przepływowy do
zdalnego ci głego nastawiania wartości przepływu cieczy w tym również do nastawiania
według z góry określonego programu.
Rys.5.8. Proporcjonalny zawór przelewowy typu WZPPE
Przykład zaworu przelewowego sterowanego pośrednio przedstawiono na rys.5.8.
Składa się on z zaworu wstępnego sterowania 1 z proporcjonalnym elektromagnesem 2 o
regulowanej sile oraz zaworu głównego z suwakiem 9. Podstawowe działanie odpowiada
działaniu klasycznego zaworu przelewowego, sterowanego pośrednio. Różnica występuje
w zaworze wstępnego sterowania. Sprężyna zast piona została elektromagnesem pro-
porcjonalnym o regulowanej, poprzez zmianę natężenia pr du w uzwojeniu elektromagne-
su, sile. Siła ta przez pary przysłona 4 - dysza 8 jest zamieniana na ciśnienie strumienia
steruj cego podawanego poprzez dysze 6 nad suwak główny 9, porównywanego z ciśnie-
niem z kanału A. Jeżeli jest ono większe od wartości zadanej to suwak unosi się od gniaz-
da i otwiera poł czenie do kanału B. Sterowanie zaworem realizowane jest przy pomocy
elektronicznego regulatora typu 20RE1.
Zawory redukcyjne
Elektrohydrauliczne proporcjonalne zawory redukcyjne
służ do regulacji ciśnienia na drodze redukcji. Ich konstrukcja
podobna jest do tradycyjnych zaworów redukcyjnych.
Zast piono w nich jedynie ręczn regulację na sterowanie
elektromagnesem proporcjonalnym.
Zadaniem zaworów proporcjonalnych ciśnieniowych jest
przekształcenie ci głego napięcia sygnału wejściowego w ci gły proporcjonalny sygnał
wyjściowy w postaci ciśnienia cieczy. Zadawanie wartości ciśnienia cieczy przez przykła-
danie napięciowego sygnału wejściowego pozwala wykorzystać zawór proporcjonalny ci-
śnieniowy do zdalnego sterowania wartości ciśnienia w sposób ci gły, w tym również do
sterowania według określonego z góry programu.
8
Rys.5.9. Zawór redukcyjny proporcjonalny dwustopniowy.
Na rys.5.9 przedstawiono zawór redukcyjny dwustopniowy sterowany pośrednio. W
jego budowie zastosowano zawór wstępny sterowania 1, taki jak w zaworze przelewowym
oraz zaworze głównym z suwakiem głównym 9. Podstawowe działanie i budowa zaworu
głównego odpowiada klasycznemu zaworowi redukcyjnemu. Różnica polega na sposobie
regulacji ciśnienia strumienia steruj cego. Sterowanie tymi zaworami realizowane jest przy
pomocy elektronicznego regulatora typu 20RE10.
Sterowanie proporcjonalne jednostek wyporowych (pomp i silników)
Rys.5.10. Sterowanie pompami i silnikami hydrostatycznymi
Zasada działania tego rodzaju sterowania polega na tym, że geometryczna objętość
robocza jednostki sterowanej jest proporcjonalna do wartości pr du doprowadzonego do
elektromagnesów zaworu proporcjonalnego steruj cego natężeniem przepływu czynnika
roboczego do siłownika steruj cego k tem pochylenia tarczy oporowej lub wielkości mi-
mośrodu decyduj cych o wydajności pompy lub chłonności silnika.
Schemat ideowy takiego sterowania przedstawiono na rys.5.10. Podstawowym ele-
mentem tego układu jest czterodrogowy, trójpołożeniowy rozdzielacz proporcjonalny ze
wstępnym regulatorem ciśnienia 3. Przy braku sygnału steruj cego suwak główny tego
9
zaworu znajduje się w pozycji środkowej i obie komory siłownika 2 s odcięte od dopływu
cieczy a sprężyny ustalaj tłok siłownika w położeniu środkowym ustawiaj c geometrycz-
n objętość robocza pompy 1 na zero. Doprowadzenie sygnału steruj cego do jednego z
elektromagnesów rozdzielacza spowoduje przesterowanie suwaka i doprowadzenie czyn-
nika roboczego do jednej z komór siłownika a tym samym jego przesunięcie i przestawie-
nie pompy, na odpowiadaj c temu przesunięciu, geometryczn objętość robocz .
PODSUMOWANIE
Układy hydrauliczne z elementami sterowanymi proporcjonalnie umożliwiaj pełn ,
kontrole nad dynamik układu mechanicznego.
Technika hydraulicznego sterowania proporcjonalnego jest godnym polecenia sposo-
bem na rozwi zywanie problemów dotycz cych sterowań hydraulicznych, zarówno w no-
wo budowanych jak i modernizowanych urz dzeniach.
STANOWISKO LABORATORYJNE
Stanowisko laboratoryjne (rys.5.11) zbudowane jest z trzech podstawowych zespołów:
- zasilacz hydrauliczny,
- blok sterowania proporcjonalnego,
- układ wykonawczy.
Rys.5.11. Schemat stanowiska laboratoryjnego
Zasilacz hydrauliczny zapewnia wytworzenie strumienia cieczy roboczej o określonych
parametrach (natężenie przepływu, ciśnienie) zasilaj cego blok sterowania proporcjonal-
nego.
Blok sterowania proporcjonalnego składa się z rozdzielacza proporcjonalnego USAB-
6/15-EQ-32, rozdzielacza proporcjonalnego USEB-6/15-MQ-20 oraz zaworu redukcyjnego
WZRP-10/11-50Y.
Elementy te zamocowane s na specjalnej płycie montażowej zapewniaj cej ich bez-
przewodowe poł czenie w układ zgodnie z przedstawionym na rys. 5.11 schematem. Pły-
10
ta posiada otwory przył czeniowe do podł czenia punktów pomiarowych umożliwiaj ce
pomiar ciśnienia w wybranej linii układu hydraulicznego.
Rys.5.12.
Nad blokiem hydraulicznym usytuowany jest elektroniczny sterownik składaj cy się z
zasilacza elektrycznego, regulatora elektronicznego 30RE21, regulatora elektronicznego
30RE20 oraz regulatora elektronicznego 20RE10 służ cych odpowiednio do sterowania
prac rozdzielacza proporcjonalnego USAB-6/15-EQ-32, rozdzielacza proporcjonalnego
USEB-6/15-MQ-20 oraz zaworu redukcyjnego WZRP-10/11-50Y.
Układ wykonawczy składa się z dwóch siłowników dwustronnego działania
z jednostronnym tłoczyskiem, wył czników krańcowych oraz czujnika pomiaru siły nacisku
siłownika.
Punktem wyjścia do realizacji zadań niniejszego ćwiczenia jest cyklogram pracy siłow-
ników przedstawiony na rys.5.12. Czasy poszczególnych cykli, skok i siła na tłoczysku bę-
d zmieniane w zależności od wytycznych zadania.
ZADANIE DO WYKONANIA
1. Zapoznać się z budow i zasad działania elementów składowych stanowiska labora-
toryjnego.
2. Zmontować stanowisko laboratoryjne zgodnie ze schematem przedstawionym na
rys.5.11.
3. Wykonać cykl pracy siłowników zgodnie z cyklogramem przedstawionym na rys.5.12
dla t1=t2=t3=t4.
4. Wykorzystuj c elektroniczny sterownik uzyskać cykl pracy dla t1=t2 a t3=t4=1/2t1.
5. Wykorzystuj c układ powolnego narastania napięcia zadaj cego (tzw. rampę) zreali-
zować łagodny start M1.
6. Wykorzystuj c układ powolnego narastania napięcia zadaj cego (tzw. rampę) z jego
szybkim przejściem przez zero zrealizować nawrót siłownika M1 w połowie jego drogi.
7. Wykorzystuj c układ powolnego narastania napięcia zadaj cego (tzw. rampę) zreali-
zować łagodne hamowanie siłownika M1 w połowie jego drogi.
8. Wykorzystuj c elektroniczny sterownik zrealizować zmienny w czasie (co 5 sek.) na-
cisk siłownika M2 ( od 10 do 20 kN ) ze skokiem 2,5 kN.
9. Opisać różnicę w narastaniu siły podczas realizacji zadania 8 przy zał czonym ukła-
dzie powolnego narastania napięcia zadaj cego (tzw. rampy).
10. Przeanalizować możliwość zastosowania dodatkowych elementów steruj cych zapew-
niaj cych opóz
nienie powrotu siłowników do pozycji wyjściowej.
11
11. Rozważyć możliwość sterowania sekwencyjnego siłownikami M1, M2 przy pomocy hy-
draulicznych elementów proporcjonalnych i wył czników krańcowych.
PYTANIA KONTROLNE
12. Sterowanie, sterownik
13. Regulacja, regulator
14. Sterowanie dwustanowe
15. Sterowanie analogowe
16. Zawory elektrohydrauliczne serwo,
17. Zawory elektrohydrauliczne proporcjonalne
18. Przetworniki momentowe
19. Przetworniki mechaniczno-hydrauliczne
20. Elektromagnes proporcjonalny
21. Proporcjonalne rozdzielacze suwakowe
22. Proporcjonalny dwudrogowy regulator przepływu
23. Elektrohydrauliczne proporcjonalne zawory przelewowe
24. Elektrohydrauliczne proporcjonalne zawory redukcyjne
25. Sterowanie proporcjonalne jednostek wyporowych (pomp i silników)
1. Pizoń A.: Hydrauliczne i elektrohydrauliczne układy sterowania i regulacji. Warszawa
WNT 1987.
2. Stryczek S.: Napęd hydrostatyczny, t.,1. Warszawa WNT 1990.
3. Szydelski Z.: Napęd i sterowanie hydrauliczne w pojazdach i samojezdnych maszy-
nach roboczych. WNT, Warszawa 1980.
4. Szydelski Z.: Elementy napędu i sterowania hydraulicznego i pneumatycznego. PWN,
Warszawa 1986.
5. Zieliński A.: Napęd i sterowanie hydrauliczne obrabiarek. Warszawa, WNT 1972.
6. Katalog. Kombinat Typowych Elementów Hydrauliki Siłowej "PZL-Hydral". Wrocław
1978.
12