Тақырып: Күшейткіштер. Орындаушы құрылымдар

 

Қ арастырылатын сұ рақ тар:

1. Кү шейткіштер жә не орындаушы қ ұ рылғ ылар туралы жалпы мағ лұ маттар.

2. Пневматикалық жә не гидравликалық кү шейткіштер.

 

Дә рістің қ ысқ аша жазбасы:

Ә р тү рлі технологиялық қ ондырғ ыларда ө неркә сіптік электрониканың элементтік қ ұ раушы бө лігі болып табылатын кү шейіткіштер кең інен қ олданылады. Кү шейткіштер деп кірмесіне ә лсіз электрлік сигнал беру арқ ылы шық пасында оның ө згеру зандылығ ын қ айталайтын жә не одан ә лдеқ айда қ уатты сигнал алуғ а болатын қ ұ рылғ ыларды айтады. Кү шейтетін параметріне қ арай кү шейткіштер кернеулік, токтық жә не қ уаттық болып бө лінеді. Ө те ә лсіз сигналдарды кү шейту ү шін бірнеше кү шейткіштік сатыдан тұ ратын кү шейткіштер қ олданылады. Бір сатылы кү шейткіш кү шейткіштік каскад деп аталынады. Қ азіргі кернеулік кү шейткіштер кернеуі 10^-7 В ә лсіз сигналдарды кү шейтуге мү мкіндік береді.

Кү шейткіштердің негізгі параметрлеріне токты, кернеуді жә не қ уатты кү шейту коэффициенттері мен кірмелік жә не шық палық кедергілері, ал негізгі сипаттамаларына кү шейту коэффициенттерінің амплитудадан жә не жиіліктен тә уелділіктері жатады.

Транзисторлардың ү ш тү рлі жалғ ану схемасына сә йкесті биполяр транзисторлы кү шейткіштердің де ү ш тү рлі схемасы болады. Транзистордың эмиттері ортақ жалғ ану схемасының жиі қ олданылатындығ ы жә не оның басқ а жалғ ану схемаларына қ арағ анда артық шылық тары бар.

Орындаушы қ ұ рылғ ы дербес екі тораптан: орындаушы тетік пен реттеуші (басқ арушы) органнан қ ұ ралады.

Орың даушы тетіктер басқ ару объектісіне реттеуші орган арқ ылы не тікелей ә сер етуге арналады. Орындаушы тетікке қ озғ алтқ ыш пен беріліс қ ұ рылғ ысы кіреді. Орың даушы тетіктің жұ мысын сипаттайтын негізгі параметрлер қ атарына механизм шығ ысындағ ы кү ш ә сері, қ уат бойынша кү шейту коэффициенті, сызық тық не бұ рыштық ығ ысулар, айналу жиілігі тез ә рекеттілік жә не т. б. жатады.

Шығ ыстағ ы басқ ару ә серіне сә йкес орындаушы тетік кү штік жә не параметрлік болып екі тү рге бө лінеді.

Егер орыyдаушы тетік реттеуші органғ а кү ш не мо­мент тү рінде басқ ару ә серін тудырса, онда оны куштік деп атайды. Бұ л топқ а электромагниттер, электромеханикалық муфталар, ә ртү рлі қ озғ алтқ ыштар жатады. Егер реттеуші органның кү йі оның параметрлерінің (кедергісінің, магнит ағ ынының, температураның, жылдамдық тың т. б.) не берілетін энергия параметрлерінің (кернеудің, токтың, электр тоғ ының жиілігі мен фазасының, жұ мыс ортасындағ ы қ ысымнын т. б.) ө згерісіне байланысты болса, онда мұ ндай орындаушы тетік параметрлік деп аталады.

Тұ тынатын энергиясының тү ріне қ арай: электрлік, гидравликалық, пневматикалық жә не механикалық орындаушы тетіктер болады. Автоматика саласында электрлік тетіктер жиі қ олданылады.

Шығ ыстық біліктің (выходной вал) қ озғ алыс сипатына сә йкес атқ арушы тетіктер: сызық тық, бұ рылмалы (бұ рылу бұ рышы 360°-тан аз) жә не айналмалы (бұ рылу бұ рышы 360°-тан кө п) қ озғ алысты болып ү шке бө лінеді.

Реттеуші орган деп энергия немесе зат шығ ынын ө згерте отырып, басқ ару объектісінің реттелмекші шамасына тікелей ә сер ететін қ ұ рылғ ыны не аткарушы қ ұ рылғ ының бө лігін айтады.

Объектіге реттеуіш ә сер ету принципіне сә йкес дросселдейтін жә не мө лшерлейтін (дозирующий) реттеуші органдар болады. Біріншісі ө згермелі гидравикалық кедергі тү рінде кездеседі. Яғ ни, дросселдейтін қ ұ рылғ ының ө ткізу қ имасын ө згерте отырып, заттың шығ ыны реттеледі. Екіншісіне заттың не энергияның келуін ө з ө німділігін ө згертуі арқ ылы реттейтін қ ұ рылғ ы не тетік жатады.

Мө лшерлейтін реттеуші органдар ү немді болса да, дросселдейтін реттеуші органдар ө ң дірісте кең ірек қ олданылады.

Электр орындаушы тетіктер қ ызмет ә рекетіне қ арай электромагниттік жә не электрқ озғ алтқ ышты болып бө лінеді. Бұ лардың ішіндегі неғ ұ рлым қ арапайымы, сенімдісі ә рі тез ә рекеттісі электромагниттік орындаушы тетіктер болып саналады. Оларды ә ртү рлі реттеуші жә не тосқ ауыл клапандарының, шұ ралардың (вентильдердің), золотниктердің жұ мысын басқ ару ү шін пайдаланады. Орын­даушы (реттеуші) органның (шток (сояуыш, ө зек), шығ ыс білік) қ озғ алу тү ріне қ арай электромагниттік механизмдер қ озғ алысы тү зу сызық ты жә не қ озғ алысы айналмалы электромагниттік муфталар болып ажыратылады.

Ө зекшенің жә не оғ ан байланысты реттеуші органның қ озғ алыс сипаты бойынша электромагниттік тетіктер тартушы, итеруші, бұ рушы, тежеуші жә не реверсивті болып ажыратылады.

Шығ ыстық кү штік элементтің (реттеу органының) жеке қ алыптарының (позиции) санына сә йкес бір, екі жә не ү ш қ алыпты электромагниттік тетіктер болады.

Қ оректендіру кернеуінің тү ріне қ арай электромагниттік тетіктер тұ рақ ты жә не айнымалы токты болып бө лінеді.

Электромагниттік муфталар жетек пен реттеуші ор­ган аралығ ындағ ы байланыстырушы буын болып табылады. Олардың іс-ә рекеті тез, ә рі іске қ осылу жә не реттеу жылдамдығ ы бірқ алыпты болып келеді. Сонымен қ атар олар оң ай басқ арылуымен жә не қ уатының бірнеше ваттан жү здеген киловаттка дейін жететіндігімен ерекше кө зге тү седі.

Қ ызмет бабына қ арай электромагниттік муфталар фрикциялық, ұ нтақ ты жә не сырғ анау муфталары болып ажыратылады.

Электрқ озғ алтқ ышты тетік орың даушы қ озғ алтқ ыштан, редуктордан жә не тежеуіштен тұ рады. Басқ ару сиг­налы бір мезгілде қ озғ алтқ ышқ а жә не тежеуішке беріледі де, тежеуіш тежеліп, қ озғ алтқ ыш реттеуші органды қ озғ алыска келтіреді. Сигналды тоқ татқ ан кезде қ озғ алтқ ыш сө ндіріледі де, тежеуіш реттеуші органның қ озғ алысын тоқ татады.

Орындаушы қ озғ алтқ ыш деп электр сигналын біліктін механикалық айналысына тү рлендіретін басқ арылмалы шағ ын қ уатты қ озғ алтқ ышты айтады.

Ә детте орындаушы қ озғ алтқ ыштарда қ оздырғ ыш жә не басқ арғ ыш екі орам болады. Қ оздырғ ыш орамда ә рдайым кернеу болады да, басқ арғ ыш орамғ а сигнал тек біліктің айналысын алу қ ажет болғ анда ғ ана беріледі. Орындаушы қ озғ алткыштар басқ ару схемаларында кө бінесе тоқ тату, қ осу, реверсивті қ озғ алту секілді ә рекеттер жасау ү шін қ олданылады. Қ азіргі кезде орындаушы қ озғ алткыштар ретінде екі фазалы асинхронды, қ адамдағ ыш синхронды жә не тұ ракты ток қ озғ алткыштары пайдаланылады.

Гидравикалық жә не пневматикалық орындаушы қ озғ алткыштар қ ысым астындағ ы жұ мыс ортасының энергиясын ілгерілемелі не айналмалы қ озғ алыстың механикалық энергиясына тү рлендіреді.

Гидроқ озғ алтқ ыштарда жұ мыстық орта ретің де кө бінесе жоғ ары қ ысымда да ө з қ асиетін жоғ алтпайтын минерал май пайдаланылады. Ал пневмоқ озғ алтқ ыштарда жұ мыстық орта ретінде сығ ылғ ан ауа пайдаланылады.

Автоматты басқ ару қ ұ рылғ ыларында гидро- жә не пневмоқ озғ алтқ ыштар электрлікке қ арағ анда сирек пайдаланғ анымен, бірқ атар жағ дайда олар техникалық тұ рғ ыдан қ арағ анда тиімді болып келеді.

Гидро- жә не пневмоқ озғ алтқ ыштар шағ ын болып келгенімен, басқ а қ озғ алтқ ыштарғ а қ арағ анда ө те ү лкен кү ш (0, 03...0, 3 МН) тудыруғ а қ абілетті. Гидро- жә не пневмоқ озғ алтқ ыштарды сондық тан гидравликалық жә не пневматикалық кү шейткіштер деп те атайды. Олардың қ ұ рылысы қ арапайым, жұ мысы сенімді болып келеді жә не де оларды қ олданғ анда реттеуші органмен ү йлестіретін редуктордың да қ ажеті болмайды. Гидро- жә не пневмоқ озғ алтқ ыштар Гидрави­калық жә не пневматикалық қ озғ алткыштардың жұ мыс істеу принциптері бірдей болып келеді де, айырмашылығ ы тек тезә рекеттіктерінің ә р тү рлілігінде.

Гидро- жә не пневмоқ озғ алтқ ыштар ілгерілемелі қ озғ алысты - мембраналы жә не поршеньді ә рі айналмалы қ озғ алысты-тегершікті қ алакты, плунжерлі жә не турбиналы болып екі тү рге бө лінеді.

Мікбасты (поршеньді) орындаушы тетіктер сиректеу қ олданылады. Оларды кө бінесе ө зекті 300 мм-ден астам аралық қ а жылжыту қ ажет болғ анда пайдаланады. Орын­даушы тетіктің цилиндрінде (1), мікбас (2), ө зекпен (3) бірге ығ ысады (6.1-сурет). рі жә не р₂ қ ысымдар тең герілген жағ дайда мікбас қ озғ алмайды. Егер сол жақ тағ ы қ уыстың қ ысымы басым болса, онда мікбасқ а рі жә не р₂ қ ысымдардың айырмасын мікбас бетінің ауданына кө бейткендегі кү шке тең болатын кү ш ә сер етеді. Осы кү штің ә серімен мікбас оң ғ а қ арай ығ ыса бастайды, ал ө зек (3), нығ ыздаушы сальник (4) арқ ылы ө теді.

Басқ ару тә сілі бойынша гидро- жә не пневмоцилиндрлер дроссельді жә не кө лемдік басқ аратын болуы ық тимал. Дроссельді басқ арғ анда басқ арушы қ ұ рылғ ы ретінде золотниктер, сопло-қ алқ ан тү рлес қ ұ рылғ ылар немесе ағ ынды тү тіктер қ олданылады. Кө лемдік басқ ару кезінде энергия алатын кө з ретінде насостарды не жұ мыс ө німділігі айнымалы компрессорларды пайдала­нады.

6.1-сурет

Бақ ылау сұ рақ тары:

1. Кү шейткіш деген не?

2. Кү шейткіштердің жіктеуі қ андай?

3. Орындаушы қ ұ рылғ ылар деген не?

4. Орындаушы қ ұ рылғ ылардың жіктеуі қ андай?

5. Пневматикалық кү шейткіштің жұ мысы қ андай?