a
Fichier Détails
| Cartes-fiches | 72 |
|---|---|
| Langue | Italiano |
| Catégorie | Technique |
| Niveau | Apprentissage |
| Crée / Actualisé | 02.08.2015 / 04.10.2020 |
| Lien de web |
https://card2brain.ch/box/servohydraulik
|
| Intégrer |
<iframe src="https://card2brain.ch/box/servohydraulik/embed" width="780" height="150" scrolling="no" frameborder="0"></iframe>
|
Nennen Sie jeweils 2 Vor- und Nachteile der ventil- und verdrängergesteuerten
Antriebe?
Ventilgesteurte Antriebe: (s. S. 16)
+ gutes Zeitverhaten
+ preiswert
- schlechter Wirkungsgrad
- hohe Kühlleistung
Verdrängergesteurte Antriebe: (s. S. 24)
+ guter Wirkungsgrad
+ Energierückgewinnung möglich
- schlechteres Zeitverhalten
- hohe Kosten
Wodurch wird die Leistung direktgesteuerter Ventile begrenzt?
Strömungskräfte wirken der Ventilaktorkraft entgegen und begrenzen die
Leistung direktgesteuerter Ventile.
Ermitteln Sie die Druckverstärkung pi V eines Ventils aus der gegebenen Druck-
Signalfunktion?
V = Steigung der Funktion im hydraulischen Nullpunkt
\((120 + 120 bar) / (1,5+1)mA= 96 bar/mA\)
Welchen Einfluss hat die Ventilüberdeckung auf die Dämpfung eines Zylinderantriebs?
Begründen Sie Ihre Antwort.
Negative Ventilüberdeckung vergrößert die Zylinderdämpfung aufgrund
einer höheren Ventilleckage. (s. S. 256)
Positive Ventilüberdeckung verringert die Zylinderdämpfung aufgrund
einer kleineren Ventilleckage.
Bei der Auswahl einer hydraulischen Vollbrücke müssen Sie einen Kompromiss bzgl.
des Fertigungsaufwands und des Systemverhaltens machen. Welche Vollbrücke wählen
Sie aus? Begründen Sie Ihre Auswahl.
Asymmetrische Zweikantensteuerung (A+E) (s. S. 193)
- erheblich geringerer Fertigungsaufwand als A+A
- um 50 % geringere Kraftverstärkung als A+A
Was grenzt die Sekundärregelung von allen anderen Grundschaltungen geregelter
hydraulischer Antriebe ab?
Die Dynamik der Sekundärregelung wird nicht durch hydraulische
Vorgänge innerhalb der Strecke (Druckaufbau) beeinflusst. (s. S. 250)
Erläutern Sie den wesentlichen Unterschied zwischen den linearisierten
Kennfeldgleichungen eines Servoventils und einer Servopumpe?
Servoventil: Lastdruck wirkt auf den Volumenstrom zurück.
Servopumpe: Keine Rückwirkung des Lastdrucks auf den Volumenstrom.
Dargestellt ist die normierte Eigenkreisfrequenz eines gleichflächigen Zylinders.
Zeichnen Sie qualitativ die Eigenkreisfrequenzen für a = 0,8 ; 0,5 ; 0,3 ein.
a
Ein ventilgesteuerter Zylinder hat eine Eigenkreisfrequenz H w , eine Dämpfung H D
und eine Geschwindigkeitsverstärkung 0 C . Um welchen Faktor ändern sich die Größen
bei:
- Verdoppelung der Kolbenfläche
- Halbierung der Masse
- Halbierung des Ersatzkompressionsmoduls des Öls aufgrund eines hohen Luftgehalts
Vernachlässigen Sie hierbei Leckagebeiwerte und geschwindigkeitsproportionale
Reibung. Die Kapazität der Zylinderkammer kann als konstant angenommen werden.
a
Wie kann man eine Kraftregelung ohne einen Kraftsensor realisieren? Welchen Fehler
macht man dabei?
Indirekte Kraftregelung über die Rückführung des Druckdifferenzsignals
am Antrieb. (s. S. 272)
Reibungs- und Trägheitskräfte werden nicht berücksichtigt.
Dargestellt sind die Sprungantworten eines Zylinders bei unterschiedlichen
Reglereinstellungen. Ordnen Sie die Sprungantworten den gegebenen ITSE-Werten zu.
ITSE = 100 Sprungantwort Nr.: 3
ITSE = 15 Sprungantwort Nr.: 2
ITSE = 3 Sprungantwort Nr.: 1
Warum ist ein integrierender Anteil im Lageregler ungeeignet für gängige
Zylinderantriebe?
Der integrierende Anteil im Regler führt zur Instabilität des Regelkreises,
weil die Regel-Strecke bereits einfach integrierend wirkt.
Wie werden die Eigenkreisfrequenz, die Dämpfung und die
Geschwindigkeitsverstärkung eines Antriebs durch eine Gegenkopplung von:
- Geschwindigkeitsrückführung
- Beschleunigungsrückführung
bei der Lageregelung beeinflusst?
Gechwindigkeitsrückführung: (s. Bild 8.56)
Eigenkreisfrequenz steigt
Dämpfung sinkt
Geschwindigkeitsverstärkung sinkt
Beschleunigungsrückführung: (s. S. 349)
Eigenkreisfrequenz unbeeinflußt
Dämpfung kann erhöht bzw. beliebig eingestellt werden
Geschwindigkeitsverstärkung unbeeinflußt
Warum werden grundsätzlich größere Reglerparameter und somit eine höhere
Kreisverstärkung bei allen hydraulischen Regelkreisen angestrebt?
Höhere Kreisverstärkung führt zu einer höheren Laststeifigkeit des
Antriebs. (s. S. 332)
Durch welches Bauteil wird in der abgebildeten Verstellpumpe der Drucksollwert am
Verbraucher eingestellt? Nennen Sie 2 Maßnahmen zur Erhöhung der Flexibilität der
Drucksollwerteinstellung an einer druckgeregelten Verstellpumpe
.Der Drucksollwert wird über die Vorspannlänge der Ventilfeder
eingestellt.
Maßnahmen zur Flexibilisierung der Druckeinstellung:
1. Druckeinstellung über ein DBV in einem Vorsteuerkreis des
Ventils oder Druckminderventil statt Blende und DBV
2. Elektro-hydraulische Druckregelung
Wie lässt sich die Eigenfrequenz bei gleichbleibendem Zylinder und gleicher Lastmasse
steigern?
Verringern der Leitungsvolumina, Ventil direkt an Zylinder montieren
Welche beiden Kombinationen von Steuerung und Speisung hydraulischer Energie
eignen sich prinzipiell zur Energierückgewinnung? Welche Arten der
Energierückgewinnung kommen dabei in Frage?
Energierückgewinnung bei hydrostatischen Getrieben (Quadrant III),
Pumpe funktioniert als Motor
a) E-Antrieb arbeitet generatorisch und speist entweder in ein elektrisches
Netz oder einen Akkumulator
b) Energie kann in Schwungrad (Gyrospeicher) gespeichert werden
Hydraulische Energierückgewinnung bei sekundärgeregelten Antrieben
(Quadrant IV): Hydromotor arbeitet im Vierquadrantenbetrieb sowohl als
Motor (Antreiben) als auch als Pumpe (Bremsen), rückwärts wie vorwärts.
Im Pumpenbetrieb kann hydraulische Energie in Hydrospeichern
gespeichert werden.
Welche Diagramme können zur Charakterisierung des statischen Verhaltens von
Ventilen angegeben werden?
Diagramme zur Charakterisierung des statischen Verhaltens von Ventilen:
Kennlinienfeld, Volumenstromsignalfunktion, Druck-Signalfunktion,
Nulldurchfluss, Summendruckverlauf
Warum flacht die gezeigte Volumenstromsignalfunktion des einstufigen Servoventils
bei großer Ventilauslenkung ab?
Bei hohen Volumenströmen wächst der Einfluss der ventilinternen
Widerstände.
Wodurch kommt die Geschwindigkeitsbegrenzung bei mehrstufigen Servoventilen
zustande?
Da der Versorgungsdruck der Vorsteuerstufe einen bestimmten Wert hat,
ist auch der maximale Volumenstrom zur Bewegung der Hauptsteuerstufe
begrenzt.
Sie sollen ein Konstantdrucknetz für ein Walzwerk projektieren. Mit welchem System
stellen Sie die hydraulische Leistung zur Verfügung? Nennen Sie zwei Gründe für Ihre
Entscheidung! (
System II
- besserer Wirkungsgrad
- kleinere installierte Leistung
- kleinerer Kühler /// viele Verbraucher rechtfertigen Geräteaufwand
Welcher einschleifige Regler ist für die Druckregelung am besten geeignet
PID (S 254)
Ein Differentialzylinder (α<1) wird am Konstantdrucknetz betrieben. Um den
Ventildurchfluss zu bestimmen, wird das Ventil in beide Richtungen maximal geöffnet
( ± ymax ), siehe erstes Diagramm. Zeichnen Sie qualitativ den Verlauf der
Kolbenposition x und der Kammerdrücke pA und pB ensprechend der vorgegebenen
Ventilstellung in die unten stehenden Diagramme ein!
a
Wie groß ist der optimale Lastdruck bei einer A+A-Steuerung mit
Konstantdruckversorgung bezogen auf den Versorgungsdruck?
\(pL,opt = {2\over3}po\)
Warum kann die gezeigte Schaltung nicht für die Lageregelung des Zylinders eingesetzt
werden?
Da es sich um einen Gleichgangzylinder handelt, fährt dieser in
Verbindung mit einem Brückenhalbglied E nur einmal aus und verbleibt
dann in der Endlage
Hydraulische Antriebe sind in der Regel schwach gedämpft. Rotationsmotoren haben
jedoch eine größere Dämpfung als Linearenmotoren. Nennen Sie den Grund dafür.
Rotationsmotoren weisen eine höhere Leckage auf als Linearmotoren,
wodurch die Dämpfung erhöht wird.
Im folgenden Bild sind die Volumenstromsignalfunktionen von 2 realen Ventilen
dargestellt.
Welche Überdeckung haben die Ventilschieber der beiden Ventile?
Welches Ventil ist für anspruchsvolle Regelaufgaben ungeeignet?
Ventilschieber 1: positive Überdeckung
Ventilschieber 2: negative Überdeckung
Ungeeignet für Regelungsaufgaben: positive Überdeckung / Ventil 1
Zeichnen Sie qualitativ die stationären Kennlinienfelder eines Servoventils und einer
Servopumpe! (2 Punkte)
1.14
a
Erläutern Sie den Zweck der Komponenten einer Spül- und Speiseeinheit
Spülventil: Austausch von erhitztem Öl (Kühlung)
Druckhalteventil: Minimaldruck auf Niederdruckseite sicherstellen
(Vermeidung von Kavitation)
Rückschlagventile: Ausgleich der externen Leckage und des Spülstroms
Welchen Einfluss hat der Einsatz einer Spüleinheit auf die dynamischen Eigenschaften
des Systems? Begründen Sie Ihre Antwort
Spülventil nicht aktiv: Einspannung des Kolbens zwischen zwei Ölsäulen
Spülventil aktiv: einseitige Einspannung mit einer Ölsäule
⇒ Verringerung der Eigenkreisfrequenz und Laststeifigkeit
Welche Auswirkung hat eine vergrößerte Leitungslänge zwischen Pumpe und Zylinder
auf die Druckanstiegsgeschwindigkeit, den Dämpfungsgrad und die Eigenfrequenz des
Antriebs?
Druckanstiegsgeschwindigkeit: sinkt
Dämpfungsgrad: sinkt
Eigenfrequenz: sinkt
Welches Problem tritt bei einer proportionalen Stellwegrückführung unter Last
hinsichtlich des stationären Übertragungsverhaltens auf? Welchen negativen Einfluss
hat eine zunehmende Stellwegrückführung? Nennen Sie zwei Abhilfemaßnahmen für
die genannten Nachteile.
Probleme:
1) bleibende Regelabweichung (Strecke mit Ausgleich + P/PD-Regler)
2) sinkende Laststeifigkeit (KPy im Nenner)
Abhilfen:
1) Nachgebende Stellwegrückführung (D statt P)
2) Integrierender Anteil bei Drehzahlrückführung (PI-Regler)
