Гидропривод

 

ГИДРОПРИВОД по авт. св. № , отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и демпфирующих свойств, он снабжен распределительным элементом типа «сопло-заслонка, сопла которого связаны гидролиниями с торцо26 w/A k/ гз. /3 выми камерами гидрораспределителя, и двухсторонним ступенчатым поршнем, имеющим осевой сквозной дросселирующий канал и расположенным в корпусе с образованием трех полостей - двух торцовых, связанных между собой через осевой канал пор-. щня, и одной центральной, сообщенной с : междроссельной камерой распределительиого элемента, а .через ряд радиальных от- i верстий в поршне - с осевым каналом порщня , причем поршень связан с заслонкой распределительного элемента через плоскую пружину, а каждая из торцовых полостей сообщена с одной из торцовых камер золотников . 00 1C

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК эцио F 15 В l l/05

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

Ж .

Ю

QO

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ GCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 705159 (21) 3410376/25-06 (22) 19,03.82 (46) 15.12.83.Бюл. № 46 (72) А. Ф. Герасимов, Л.П. Константинов и С. Н. Пьяных (53) 621.525 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 705159, кл. F 15 В 11/05, 1977. (54) (57) ГИД РОПРИ ВОД по авт. св, № 705159,отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и демпфируюших свойств, он снабжен. распределительным элементом типа «сопло-заслонка», сопла которого связаны гидролиниями с торцо„„SU„„1060820 А ными камерами гидрораснределителя, и двухсторонним ступенчатым поршнем, имеюшим осевой сквозной дросселируюший канал и расположенным в корпусе с образованием трех полостей — двух торцовых, свя. занных между собой через осевой канал flop шня, и одной . центральной, сообшенной с, междроссельной камерой распределитель- ного элемента, а,через ряд радиальных от-: верстий s поршне — с осевым каналом порш- . ня, причем поршень связан с заслонкой рас- пределительного элемента через плоскую пружину, а каждая из торцовых полостей сообщена с одной из торцовых камер золотников.

1060820

Изобретение относится к машиностроению.

По основному авт, св. № 705159 известен гидропривод, содержащий магистрали нагнетация„и слива, гидродвигатель с рабочими полостями, два золотника, каждый из которых имеет дросселирующие окна, сое. диненные с полостями гидродвигателя и выполнен в виде плунжера с торцовой камерой с одной стороны и поршня, образующего поршневую и штоковую полости с другой сто- io роны, и гидрораспределитель, соединенный с поршневыми полостями золотников, снабженный дополнительным дросселирующим отверстием, соединенным с полостью гидродвигателя и со своей поршневой полостью, причем основное дросселирующее отверстие выполнено большей ширины, чем дополнительное, и соединено с магистралью нагнетания, а дополнительное отверстие соединено с магистралью слива, при этом торцовые камеры золотников сообщаются с магистралями нагнетания, а гидрораспределитель соединен с магистралью слива 11) .

Недостатками известного устройства являются малые быстродействие и запас устойчивости при управлении большой инерционной нагрузкой.

Цель изобретения — повышение быстродействия и демпфируюших свойств гидропривода.

Указанная цель достигается тем, что гидропривод, содержащий магистрали нагие тания и слива, гидродвигатель с рабочими полостями, два золотника, каждый из которых имеет дросселирующие окна, соединенные с полостями гидродвигателя, и выполнен в виде плунжера с торцовой камерой с одной стороны и поршня, образуюше- 5 го поршневую и штоковую полости с другой стороны, и гидрораспределитель, соединенный с поршневыми полостями золотников, снабженный дополнительным дросселирующим отверстием, соединенным с полостью гидродвигателя и со своей поршне- 4О вой полостью, причем основное дросселирующее отверстие выполнено большей ширины, чем дополнительное и соединено с магистралью нагнетания, а дополнительное отверстие соединено с магистралью слива, 4> при этом торцовые камеры золотников сообщаются с магистралями нагнетания, а гидрораспределитель соединен с магистралью слива, снабжен распределительным элементом типа «сопло-заслонка», сопла которого связаны гидролиниями с торцовыми камера- SO ми гидрораспределителя и двухсторонним ступенчатым поршнем, имен)шим осевой сквозной дросселируюший канал и расположенным в корпусе с образованием трех полостей — двух торцовых, связанных между собой через осевой канал поршня, и одной центральной, сообщенной с междроссельной ка мерой распределительного эле. мента, а через ряд радиальных отверстий в поршне — с осевым каналом поршня, нричем поршень связан с заслонкой распределительного элемента через плоскую пружину, а каждая иэ торцовых полостеи сообщена с одной из торцовых камер золотников.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема гидропривода; на фиг. 2 — график перемещения золотника, совместно с поршнем; на фиг. 3 — то же, переходного процесса по скорости гидродвигателя (расхода жидкости, вытесняемого из гидродвигателя); на фиг. 4 — то же, изменения скорости золотника (перепада давления на ступенчатом поршне); на фиг. 5 — то же, изменения ускорения гидродвигателя.

Предлагаемое устройство содержит магистрали нагнетания и слива 2, гидродвигатель 3 с рабочими полостями 4 и 5, два золотника 6 и 7 каждый из которых имеет дросселируюшие окна 8 — 11, соединенные с полостями 4 и 5 и с магистралью слива 2, и выполнен в виде плунжера 12 и 13 с торцовой камерой 14 и 15 с одной стороны и поршня 16 и 17,образующего, поршневую 18 и 19 и штоковую 20 и 21 полости с другой стороны, и гидрораспределитель 22, соединенный с поршневыми полостями 18 и 19 золотников 6 и 7, распределительный элемент 23 типа «сопло-заслонка», сопла 24 и 25 которого связаны гидролиниями (не обозначены) с торцовыми камерами 26 и 27 гидрораспределителя 22 и двухсторонним ступенчатым поршнем 28, имеющим сквозной дросселирующий канал 29 и расположенным в корпусе (не обозначены) с образованием трех полостей — двух торцовых (не обозначены), связанных между собой через осевой канал 29 поршня 28, и одной центральной 30, сообщенной с междроссельной камерой (не обозначено), распределительного элемента 23, а через ряд 31 радиальных отверстий в поршне 28 с осевым каналом

29 поршня 28, причем поршень 28 связан с заслонкой 32 распределительного элемента 23 через плоскую пружину 33, а каждая из торцовых полостей (не обозначены), сообщена с одной из торцовых камер 14 и 15 золотников 6 и 7.

Гидропривод работает следующим образом.

При подаче управляющего сигнала, например ступенчатого, в виде угла поворота заслонки 32, в торцовых камерах 26 и 27 гидрораспределителя 22 образуется перепад давления, который приводит к смешению его плунжера (не обозначен), на величину, соответствующую командному сигналу (например вправо по схеме — при повороте заслонки 32 против часовой стрелки). Поршневая полость 19 соединяется при этом через дросселируюшее окно (не обозначено) гидро-, распределителя 22 со сливной магистралью 2:

Давление подпора, подведенное к торцовой камере,15, обеспечивает перемещение (/1 золотника 7 и поршня 17 из исходного по

1О6О82О

3 ложенин вправо (фиг. 2), подсоединение рабочих полостей 4 и 5 к магистралям нагнетания 1 и слива 2 и разгон гидродвигателя (фиг. 3).

Поскольку до набора им заданной скорости расход Яч, вытесняемый из полости 5, 5 меньше расхода Я„, задаваемого управляющим гидрораспределителем 1 (Q Qч ф расход Яч дополняется до заданного поступлением жидкости из поршневой полости 19— расход Q„, причем Я + Q„= Яо. При этом10 поршень 17 вместе с золотником 7 перемещаются вправо (фиг. 2), увеличивая площади дросселирующих окон 10 и 11. При превышении гидродвигателем 3 заданной скорости расход Q становится больше заданного Q<, т.е. Яо — Яч4 О. Излишек жид-15 кости Яч — Яо = Qa поступает в поршневую полость 19, обуславливая смещение поршня

17 и золотника 7 влево, запирание дроссе-. лирующих окон 10 и 11 и торможение двигателя 3.

В установившемся состоянии Q — = Q,.

Золотник 7 занимает положение, соответствующее равенству всех сил, действующих на исполнительный орган гидродвигателя 3.

При этом точность задания расхода Qо через гидрораспределитель 22, а соответственно и точность стабилизации расхода, вытесняемого из гидродвигателя 3 (его скорость), независимо от величины внешней нагрузки обеспечивается стабилизацией давления в поршневой полости 19 и, соответственно, перед гидрораспределителем 3. Оно опре-З0. деляется, очевидно, величиной подпорного давления в камере 15 и отношением торцовых площадей золотника 7 и поршня 17., При изменении скорости гидродвигателя 3, например по причине изменения внешней нагрузки, нарушается равенство Q ——

= Я, что влечет за собой появление расхода Q + О, соответствующую перестановку системы поршень 17 — золотник 7 и приведение системы привода в исходное состояние, когда Яч = Q<>, à Q = О.

Если положение золотника 7 в указанной схеме определяет скорость гидродвигателя 3, то его скорость определяет ускорение последнего, Поэтому, когда при движении зо-. лотника 7 (фиг. 4) на дросселирующем канале 29 поршня 28 возникает перепад дав45 ления, соответствующий скорости первого и приводящий к соответствующему перемещению поршня 28, момент сил, передаваемый через пружину 33 на заслонку 32, будет пропорционален ускорению гидродвигателя 3.50

Важно, что сигнал обратной связи, получае4 мый с помощью поршня 28, будет опережать по фазе сигнал ускорения гидродвигателя 3 (фиг. 4 и 5).

До набора гидродвигателем 3 заданной скорости, и в те моменты, когда его скорость оказывается меньше заданной в колебательном переходном процессе, т.е. когда Qо— — () >0 золотник 7 с поршнем 17 движутся вправо, создающийся на дросселирующем ка нале 21 поршня 28 перепад давления обуславливает дополнительное смещение заслонки 32 вправо, дополнительное приращение перепада давления в командных камерах 26 и 27 управляющего гидрораспределителя 22 и дополнительное смещение его плунжера (не обозначен). Последнее приводит к увеличению (в переходном процессе) задаваемого расхода (Я, +Що), т.е. усилению неравенства Q„)Q<, дополнительному приращению скорости поршня 17 и золотника 7 и форсированию разгона гидродвигателя 3. По мере увеличения расхода

Qq, расход Яп уменьшается — уменьшается скорость, золотника 7 и дополнительный момент сил (ОС), передаваемый на заслонку

32 и при скорости золотника 7 близкой к нулю (Q- Qo, Q„ 0) дополнительный момент становится равным нулю. Поршень 28. движимый пружиной 33, приводится в положение, соответствующее положению заслонки 32, задаваемому сигналом управления (не обозначен) в т.ч. в среднее положение, когда сигнал управления равен нулю.

Когда скорость гидродвигателя 3 становится больше заданной, например в колебательном переходном процессе, сигнал ОС обуславливает смещение плунжера (не обозначен) гидрораспределителя 22 влево, уменьшение (в переходном процессе) задаваемого расхода (Q — Щ). Усиление неравенства Qo < Qq a этом случае приводит к интенсивному торможению гидродвигателя 3 до обеспечения равенства Qg= Qo.

Таким образом, введение в схему привода несложного корректирующего устройства, (поршня 28), осуществляющего фазоопережающую обратную связь по ускорению гидродвигателя 3, позволяет повысить его быстродействие, демпфирующие свойства и, соответственно, запас устойчивости. при сохранении основного достоинства — жесткости механической характеристики. При этом фазовыи сдвиг, создаваемый на выходе корректирующего устройства, позволяет наиболее рационально испоЛьзовать обратную связь по ускорению гидродвигателя 3.

1060820

Редактор М. Товтин

Заказ 9999/35

Составитель Ю. Степнов

Техред И. Верес Корректор A. Г1овк

Тираж 717 Г!одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 I 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал. ШП! «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4