I.3. Основные характеристики элементов систем автоматики

Любой элемент в САУ может рассматриваться в виде структуры, осуществляющей преобразование входного сигнала в выходной. В соответствии с таким представлением все элементы автоматики имеют общие технические характеристики и свойства, из которых можно выделить пять основных групп: статические, динамические, точностные, эксплуатационные и экономические.

К статическим характеристикам относятся: коэффициент передачи (чувствительность), линейность характеристики, предельные значения входных и выходных параметров (порог чувствительности, зоны нечувствительности или неоднозначности, параметры насыщения, рабочие диапазоны изменения сигналов и параметров), входная и выходная мощность, номинальные значения параметров и сигналов и т.п.

В качестве динамических характеристик рассматривают переходные характеристики, показатели качества переходного процесса (постоянные времени, демпфирования, перерегулирование, запаздывание), и ряд других параметров.

К точностным характеристикам относят статическую и динамическую погрешность.

Эксплуатационные характеристики связаны со стабильностью характеристик и параметров в условиях нормальной эксплуатации, устойчивостью к внешним возмущениям (термостойкостью, вибростойкостью и т.п.), временем подготовки к работе, безопасностью при эксплуатации, ремонтопригодностью и взаимозаменяемостью, размерами, энергоемкостью, сохраняемостью, энергообеспечиваемостью и т.п.

К экономическим характеристикам надежность, стоимость, энергетический КПД, ресурс работы.

Статические характеристики описывают соотношения существующие между величинами и их производными, когда система находится в установившемся состоянии. Существует несколько способов представления статических характеристик:

- графический;

- в виде таблиц;

- в виде алгебраических уравнений.

На рисунке 1.2 приведены примеры статических характеристик элементов автоматики.

Рисунок 1.2. Примеры статических характеристик элементов автоматики:

1 – линейная нереверсивная;

2 – линейная реверсивная;

3 – нелинейная нереверсивная;

4 – нелинейная реверсивная;

5 – релейная нереверсивная;

6 – релейная реверсивная;

7 – с зоной нечувствительности (явление сухого трения);

8 – для ферромагнитных элементов.

Динамические характеристики задаются:

- графически, в виде временных характеристик;

- в виде дифференциальных уравнений или передаточных функций;

- в виде частотных характеристик.

По виду характеристик элементы подразделяются на линейные и нелинейные.

Общим для статических характеристик релейных элементов является наличие явления неоднозначности (гистерезиса), которое проявляется в неоднозначной связи выходного и входного параметров. Значение выходного параметра определяется не только значением входного параметра, но также предшествующим ему состоянием элемента.

73)

1. Восстановление методом постановки дополнительной ремонтной детали.

У значительного количества деталей сложной формы изношенными или поврежденными являются отдельные небольшие элементы детали: гладкие и резьбовые отверстия, шейки валов, места посадки подшипников качения в корпусных деталях, венцы шестерен и т. п. При этом целесообразным является удаление дефектного слоя металла или дефектного элемента детали и восстановление ее постановкой дополнительной ремонтной детали (ДР) — втулки, ввертыша, венца, шестерни — или заменой дефектного элемента детали.

Этот способ имеет несколько характерных случаев применения:
1) ремонт отверстий постановкой ремонтной втулки, гильзы или кольца;
2) ремонт валов напрессовкой втулки, кольца или постановкой полувтулок;
3) ремонт элементов детали разнообразной формы способом удаления дефектного и установки нового элемента детали: заменой зубчатого венца, шлицевой ступицы, шлицевого конца и др.;
4) ремонт плоских поверхностей постановкой планок или накладок.

Ремонт гладких отверстий постановкой ремонтной втулки является наиболее простым и распространенным способом. Примерами такого способа ремонта являются места посадки наружных колец подшипника качения в корпусах коробок передач, раздаточных коробках, ступицах колес, отверстия в сателлитах, чашке дифференциала и в проушинах шкворня моторного катка, отверстие в полумуфте асфальтоукладчика.

Гильзование блоков цилиндров легких и пусковых двигателей применяется тогда, когда диаметр цилиндра больше предельно установленных ремонтных размеров. Для этого цилиндр двигателя растачивают под гильзу с учетом толщины стенок гильзы 3—4 мм.

Заготовку гильзы изготовляют центробежной отливкой из серого или легированного титано-медистого чугуна (НВ 180—230) и подвергают механической обработке. При обработке наружного диаметра учитывается натяг величиной 0,05—0,10 мм. Внутренний диаметр гильзы должен иметь припуск на обработку ее после запрессовки в цилиндр. До запрессовки гильзу подвергают гидравлическому испытанию.

Ремонт валов постановкой втулок колец, полувтулок применяется при больших износах валов и наружных цилиндрических поверхностей деталей в тех случаях, когда другие виды ремонта (наварка, гальванопокрытия и др.) нецелесообразны или неприменимы.

Постановка полувтулок для восстановления размера вала применяется в тех случаях, когда ремонтируемый вал или цапфа недоступны для постановки целой втулки.

Примером может служить ремонт цапфы и подшипника толкающего бруса бульдозера. Этот узел работает в тяжелых условиях и быстро изнашивается. Изношенные цапфы протачивают и устанавливают на них полувтулки.

Постановка полувтулок является трудоемкой и дорогостоящей операцией, поэтому этот способ ремонта имеет ограниченное применение.

Способ ремонта заменой элемента детали применяется в тех случаях, когда на сложной детали с большим числом рабочих поверхностей одна или несколько поверхностей имеют чрезмерный износ, а остальные изношены незначительно. В этом случае изношенный элемент детали удаляют и заменяют вновь изготовленным. Заменяемый элемент с основной деталью соединяют резьбой или напрессовкой с последующей заваркой (замена венца звездочек компенсационной муфты моторных катков и асфальтоукладчика (рис. 107); замена изношенного венца на блоках шестерен и каретках коробки передач моторных катков, тракторов и других самоходных машин; замена изношенного стержня клапана двигателя приваркой нового стержня встык и др.).

Технологический процесс ремонта заменой части детали состоит из следующих основных этапов:
1. Удаление дефектной части детали и подготовка поверхности соединения. Если заменяется часть детали, термически обработанная (цементированная или закаленная), то перед механической обработкой необходимо произвести местный отпуск детали. Отпуск производится нагревом участка детали пламенем газовой сварочной горелки или т. в. ч.
2. Изготовление заменяемой части детали. Размеры этой части могут быть окончательными, без дальнейшей обработки или с припусками на обработку для тех поверхностей детали, которые требуют соблюдения соосности или точности взаиморасположения. Материал заменяемой части должен быть такой же, как у основной детали, или наиболее отвечающий условиям работы данного участка детали.
3. Соединение и закрепление заменяемой части с основной деталью. Детали могут быть соединены путем запрессовки, свертывания, приварки и т. п. Простым, надежным и экономичным способом соединения частей детали является стыковая сварка, при этом для снятия возникших в процессе сварки внутренних напряжений производят термообработку — нормализацию или отжиг.

Если заменяемая часть детали подлежит термообработке (например, венцы шестерен), то термообработка производится до постановки венца. Если термообработка детали должна быть произведена после установки ремонтной детали на основную, то нагревать детали для термообработки следует так, чтобы не произошло окисления окончательно обработанных поверхностей (нагрев в нейтральной или восстановительной среде, нагрев в соляных ваннах, электролитах и токами высокой частоты).

2. Объекты автоматического управления. Статические и динамические характеристики.