Устройство для синхронизации исполнительных двигателей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) ,г ;-,щ я с у

Р ХМ йХЗЮ

Мь АФОТ)%А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3213873/25-06 (22) 29.10.80 (46) 30.08.83. Бюл. )г 32 (72) А.A. Храмцов, И.И. Цыркин и И,Е. Шиндер (71) Специальное конструкторское бю- ро диэелестроения Производственного объединения "Звезда" (53) 621.540(088.8) (56) 1. Патент США и 3772884, кп. 60-97R, 1973. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ, содержащее источник рабочей среды под давлением, устройство для сброса рабочей. среды, задающее устройство и датчики перемещения рабочих органов, связанные со сравнивающим устройством, включающим многокамерный сумматор, имеющий корпус со стержнем, закрепленным в корпусе на упругих элементах, часть которых имеет одну .величину эффективной площади, а остальные - другую, причем упругие элементы разной эффективной площади чередуются вдоль стержня и закреплены в корпусе с образованием равного числа положительных и отрицательных камер управления, а также первой и второй рабочих камер первая из которых имеет входной канал, связанный с источником рабочей среды, выходной канал, связанный с второй рабочей камерой, и клапан, взаимодействующий со стержнем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, сравнивающее устройство выполнено с числом сумматоров, равным числу двигателей, при этом число камер управления одинакового знака каждого сумматора равно числу двигателей, вторая рабочая камера каждого сумматора выполнена с входным и выходным каналами и снабжена клапаном, первая рабочая камера каждого сумматора соединена выходным каналом с одной из отрицательных камер управления, с входным каналом второй рабочей камеры этого же сумматора и с одним из двигателей, одна: из положительных камер управления каждого сумматора соединена с задающим устройством, а датчик перемещения каждого рабочего органа соединен с от- ) е рицательными камерами управления связанного с этим рабочим органом сум" матора, количество которых на единицу меньше числа двигателей, и с од" ной из положительных камер управления каждого из остальных сумматоров, при этом выходные каналы. всех вторых рабочих камер соединены с устройством для сброса рабочей среды, 2. Устройство по и. 1, о т л и чающее с я тем, что оно снабжено регулируемыми дросселями по числу двигателей, а каждый регулируемый дроссель установлен на выходе датчика перемещения, 3. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительными регулируемыми дросселями по числу двигателей, при 3 этом первые и вторые рабочие камеры каждого сумматора соединены с испол.нительным двигателем через один из дополнительных регулируемых дросселей.

1 10386

Изобретение относится к гидропневмоавтоматике, в частности к системам синхронизации исполнительных двигателей, работающих параллельно на общую нагрузку. S

Известно устройство для синхронизации исполнительных двигателей, содержащее источни к рабочей среды под давлением, устройство сброса рабочей среды, задающее устройство и датчики 10 перемещения рабочих органов, связанные со сравнивающим устройством, включающим многокамерный сумматор, имеющий корпус со стержнем, закрепленным в корпусе на упругих элементах, часть 15 которых имеет одну величину эффективной площади, а остальные - другую, причем упругие элементы разной эффективной площади чередуются вдоль стержня и закреплены в корпусе с образова» 20 нием равного числа положительных и отрицательных камер управления, а также первой и второй рабочих камер, первая из которых имеет входной ка" нал, связанный с источником рабочей 25 среды, выходной канал, связанный со второй рабочей камерой, и клапан, взаимодействующий со стержнем (1 ).

Недостатками известного устройства являются низкие быстродействие и точность из-за использования для операций сравнения осредненного сигнала датчиков перемещения, Цель изобретения - повышение быстродействия и точности.

Поставленная цель достигается тем, что сравнивающее устройство выполнено с числом сумматоров, равным числу двигателей, при этом число камер управления одинакового знака каждого сумматора равно числу двигателей, вторая рабочая камера каждого сумма" тора выполнена с входным и выходным каналами и снабжена клапанами, первая рабочая камера каждого сумматора

45 соединена выходным каналом с одной из отрицательных камер управления и выходным каналом второй рабочей каме ры этого же сумматора и с одним из двигателей, одна из положительных камер управления каждого сумматора соединена с задающим устройством, а датчик перемещения каждого рабочего органа соединен с отрицательными камерами управления связанного с этим рабочим органом сумматора, количество которых на единицу меньше числа двигателей, и с одной из положительных камер управления каждого из ос30 тальных сумматоров, при этом выходные каналы всех вторых рабочих камер соединены с устройством для сброса рабочей среды.

При этом устройство снабжено регулируемыми дросселями по числу двигателей, а каждый регулируемый дроссель установлен на выходе датчика перемещений.

Кроме того, устройство снабжено дополнительными регулируемыми дросселями по числу двигателей, при этом первые и вторые рабочие камеры каждого сумматора соединены с исполнительным двигателем через один из дополнительных регулируемых дросселей.

На чертеже изображена схема устройства для синхронизации исполнительных двигателей, Устройство содержит, например, три исполнительных двигателя 1-3, которые могут быть как пневматическими или гидравлическими так и двигателями внутреннего сгорания (дизелями), работающими на общую нагрузку, например, на корабельный винт 4, с которым эти двигатели связаны с помощью зубчатых колес 5-7, Двигатели 1-3 управляются с помощью отдельных исполнительных механизмов 8-10 соответственно, которые могут быть выполнены, например, в виде пневмоцилиндров, штоки которых 11-13 служат рабочими органами, связанными с рейками топливных насосов (не изображены), подающих топливо двигателям 1-3.

Устройство имеет также источник 14 рабочей среды под давлением, устройство 15 сброса рабочей среды, задающее устройство 16, клапан 17 для отключения устройства для синхронизации от двигателей 1-3 и датчики 1820 перемещения штоков 11-13 соответственно, связанные со сравнивающим устройством, выполненным в виде трех сумматоров 2 1-23, имеющих корпуса

24-26. Сумматор 21 имеет стержень 27, закрепленный на упругих элементах 2834, из которых элементы 28, 30, 32, 34 имеют одну величину эффективной площади, а элементы 29, 31 и 33другую.

Элементы разной эффективной площади чередуются вдоль стержня 27 с образованием в сумматоре 21 положительных камер 35"37 управления, отрицательных камер 38-40 управления, первой рабочей камеры 41 и второй рабочей камеры 42. Первая рабочая камера

1038630

41 имеет входной 43 и выходной 44 каналы и клапан 45, а вторая рабочая камера - входной 46 и выходной 47 каналы и клапан 48.

Сумматоры 22 и 23 выполнены аналогично, их стержни, упругие элементы, камеры и клапаны на чертеже не изображены.

Первая рабочая камера 41 сумматора 21 выходным каналом соединена с 10 отрицательной камерой 40 управления, входным каналом 46 второй рабочей камеры 42 и, через механизм 8 - с двигателем 1. Положительная камера

37 управления связана с задающим уст- 15 ройством 16, датчик 18 соединен с отрицательными камерами 38 и 39 управления и с одной из положительных камер управления каждого из сумматоров

22 и 23, а выходной канал 47 второй 20 рабочей камеры 42 соединен с устройством 15 для сброса рабочей среды.

Аналогично первая рабочая камера каждого из сумматоров 22 и 23 соединена выходным каналом с одной из отрицательных камер управления и с входным каналом второй рабочей камеры этого же сумматора и с.одним из двигателей 2 и 3, одна из положительных, камер управления каждого сумматора 22 и 23 соединена с задающим устройством 16, а каждый из датчиков 19 и 20 перемещения рабочих органов 12 и 13 соединен с отрицательными камерами управления связанного с соответствующим рабочим органом сумматора, количество которых (в данном случае две) на единицу меньше числа двигателей, и с одной из положительных камер управления каждого из остальных сум40 маторов, при этом выходные каналы вторых рабочих камер соединены с устройством 15 для сброса. рабочей среды.

Кроме того, устройство снабжено регулируемыми дросселями 48-50, yc45 тановленными на выходах датчиков 1820 соответственно, и дополнительными регулируемыми дросселями 5-53, причем первые и вторые рабочие камеры

4 1 и 42 сумматора 21 соединены с дви- 5О гателем 1 через дроссель 51, а первые и вторые рабочие камеры 22 и 23 сумматоров соединены с двигателями 2 и 3 через дроссели 52 и 53 соответственно.

Устройство для синхронизации исполнительных двигателей работает следующим образом, 4

Производится раздельный запуск двигателей 1.-3, задающее устройство

16 устанавливается в требуемое положение, при этом пневматический сигнал поступает в положительную управляющую камеру каждого из сумматоров

21-23, связанную с задающим устройством 16. В результате, в каждом сумматоре 21-23 происходит смещение стержня вниз (по чертежу), в первых рабочих камерах расстояние между клапанами и стержнями увеличивается, а во вторых рабочих камерах расстояние между клапанами и стержнями уменьшается. Вследствие этого давление в выходных каналах первых рабочих камер и во входных каналах вторых рабочих камер сумматоров 21-23 возрастает, а стержни, благодаря одновременному возрастанию давления в отрицательных камерах, соединенных с выходными каналами первых рабочих камер, устанав- ливаются в равновесном положении.

Таким образом сумматоры 21-23 при этом работают как повторители сигнала, поступающего от задающего устройства 16.

От сумматоров 21-23 через регулируемые дроссели 51-53 рабочая среда поступает к пневмоцилиндрам 8-10 двигателей 1-3. При этом, из-за раз" личий характеристик сумматоров, трубопроводов и дросселей, может возни кнут ь несинхронност ь движения рабочих органов 11-13, тогда двигатели

1-3 получают разные сигналы и, следовательно, одни из двигателей 1-3 перегружаются, а другие. - не догружаются. Сигнал датчика 18 поступает через регулируемый .дроссель 48 в две отрицательные камеры 38 и 39 сумматора

21 и в одну из положительных камер каждого из сумматоров 22 и 23.

Сигнал датчика 19 поступает через регулируемый дроссель 49 в две отрицательные камеры сумматора 22 и в од» ну из положительных камер каждого из сумматоров 21 и 23, Сигнал датчика 20 поступает через регулируемый дроссель 50 в две отрицательные камеры сумматора 23 и в одну из положительных камер каждого из сумматоров 21 и 22.

Если сигналы всех датчиков 18-20 равны между собой, то стержни сумматоров 21-23 не смещаются из равно" весного положения и сумматоры продол жают работать как повторители.

1038630

Если нагрузка на одном из двигателей, например на двигателе 1, возрастает, то давление (сигнал) на выходе датчика 18 и в отрицательных камерах 38 и 39 сумматора 2 1 увеличивается, а давление в выходном канале

44 перво" рабочей камеры 41 уменьшается, вследствие чего рабочий орган . 11 уменьшает подачу топлива к двига10 телю 1.

Одновременно увеличивается давление в положительных камерах сумматоров 22 и 23, соединенных с датчиком 18, давление в выходных каналах первых рабочих камер сумматоров 22 и 23 увеличивается и рабочие органы

12 и 13 увеличивают подачу топлива к двигателям 2 и 3.

Процесс заканчивается после выравнивания давлений в выходных каналах первых рабочих камер всех сумматоров

21-23.

Таким образом, при неравномерной нагрузке на двигатели 1-3 регулирую-1 щее воздействие сравнивающего устройства, состоящего из сумматоров 2123, направлено на уменьшение подачи топлива к более нагруженным двигателям и увеличение подачи топлива к менее нагруженным двигателям, благодаря чему нагрузка на двигатели выравнивается. Рассогласование не превы" шает одного процента °

Применение предлагаемого устройства позволит повысить быстродействие и точность синхронизации исполнительных двигателей, работающих на общую нагрузку.

1038630 зО

Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, ((осква, Ж- 35, Раушскал наб., д. 4/5

Заказ 6186/40

Филиал Ilfl(l "Патент", г. Ужгород, ул. (1роектная, 4

Составитель С, Рождественский

Редактор Е. Лушникова Техред Ж.Кастелевич Корректор " атрушкина