Гидравлический привод

 

Изобретение может быть использовано в машинах, рабочие органы к-рых работают в условиях знакопеременных нагрузок. Изобретение позволяет улучшить динамические хар-ки привода . Гидрораспределитель вьшолнен в виде золотника 11, установленного в гильзе 12 с образованием переменных дросселей (ПД) 13-20. ПД 13, 15, 17, 19 связаны с напорной гидролинией (ГЛ) 1 и вьшолнены с большей гидравлической проводимостью, чем ПД 14, 16, 18, 20, связанные со сливной ГЛ 2. В ГЛ связи рабочих полостей с дросселирующими распределителями установлены переключающие дросселирующие распределители 21 - 24 с двумя линиями управления, одна из к-рых соto о: 00 00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (g1) 4 F 15 В 9/02

) ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I4 У tt s6

Ю Ч l2 tS а

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3894483/31-06 (22) 12.05.85 (46) 07.11.86. Бюл. N 41 (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им.Серго Орджоникидзе (72) А.А.Волков, А.М.Матвеенко и А.Н.Меланьин (53) 629.7.064.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1048187, кл. F 15 В 9/02, 1981. (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД (57) Изобретение может быть использовано в машинах, рабочиЕ органы к-рых работают в условиях знакопереÄÄSUÄÄ 1268830 А 1 менных нагрузок. Изобретение позволяет улучшить динамические хар-ки привода. Гидрораспределитель выполнен в виде золотника 11, установленного в гильзе 12 с образованием переменных дросселей (ПД) 13-20. ПД 13, 15, 17, 19 связаны с напорной гидролинией (ГЛ) 1 и выполнены с большей гидравлической проводимостью, чем ПД 14, 16, 18, 20, связанные со сливной

ГЛ 2. В ГЛ связи рабочих полостей с дросселирующими распределителями установлены переключающие дросселирующие распределители 21 — 24 с двумя линиями управления, одна из к-рых со1268830 . общена с напорной ГЛ 1, а другая— с соотв. рабочей полостью. Изменение рабочего объема исполнительного механизма происходит автоматически в зависимости от нагрузки на штоке 8 путем изменения гидравлической проводимости одного из ПД. Это снижает затраты гидравлической энергии. Переход на рекуперативный режим работы

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может найти применение в системах с гидравлическим приводом, рабочие органы которых работают в условиях знакопеременных нагрузок.

Цель изобретения — улучшение динамических характеристик привода.

На фиг.! представлена принципиальная схема гидравлического привода; на фиг.2 — зависимости гидравлических проводимостей переменных дросселей от величины смещения х зо" лотника относительно гильзы; на фиг.3 — обобщенная гидравлическая характеристика привода (зависимость скорости V от нагрузки 1О .

Гидравлический привод содержит напорную 1 и сливную 2 гидролинии, гидравлический исполнительный механизм

3 с рабочими полостями 4-7, штоком

8 и поршнями 9 и 10, дросселирующий гидрораспределитель, выполненный в виде золотника 11, установленного в гильзе 12 с образованием переменных дросселей 13-20 с соответствующими гидравлическими проводимостями С -G .

Дроссели 13, !5, 17 и 19 связаны с напорной гидролинией 1, а дроссели

14, 16, !8 и 20 — со сливной гидролинией 2. Кроме того, привод содержит переключающие гидрораспределители 21 — 24, каждый из которых выполнен с двумя линиями 25 и 26, 27 и 28, 29 и 30, 31 и 32 соответственно управления, установленными в гидролиниях 33 — 36 рабочих полостей

4 — 7 с дросселирующиь гидрораспределителем и выполненными с возможностью непосредственного сообщения рабочих полостей 4 — 7 с напорной гидролинией 1. проиоходит в момент соответствия обобщенных гидравлических х-к при давлении в сливных рабочих полостях, равных давлению нагнетания.Т,о. без уменьшения энергетической эффективности исключаются рывки штока гидроусилителя при переходе с рекуперативного режима на обычный, и наоборот. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Для обеспечения предпочтительного положения гидрораспределителей

21 — 24 они должны быть подпружи нены со стороны линий 26, 28, 30 и

5, 32. В этом случае пружины (не обозначены) выбираются достаточно малой жесткости и с малым усилием предварительного сжатия (для преодоления сил трения) и гидравлический исполнительный механизм 3 всегда (даже при отсутствия давления в напорной гидролинии 1) готов к работе. Выполнение гидрораспределителей 21 — 24 дросселирующими и подключение линий 25, 27, 29 и 31 управления к рабочим полостям 4 — 7 соответственно через гидравлическое сопротивление (не обозначено) позволяет осуществить плавное подключение рабочих полостей

4 — 7 к напорной линии 1 при срабатывании гидрораспределителей 21-24 и исключать забросы расхода рабочей жидкости, которые могут возникать

25 при этом. Как известно, гидравличес" кая проводимость определяется следующим образом:

С„= Pf(x)y, где, P — коэффициент расхода;

f (õ) — площадь переменного дросселя;

1 — плотность жидкости.

Таким образом, задавая соответст вующим образом зависимость f(õ), 35 выбирают соответствующим образом значения гидравлических проводимостей

С, -G>, например, выбирая ширину щели дросселей 13-20, так как в этом случае

40 f(z) = Ьх .где Ь вЂ” ширина щели, соответствующего дросселя 13-18;

3 х — смещение золотника ll относительно гильзы 12.

Привод снабжен дополнительными гидрораспределителями 37-40 и гидроаккумуляторами 41 и 42. Гидрораспределители 37-40 установлены в гидролиниях 43-46 связи рабочих полостей

4-7 с переключающими гидрораспределителями 21-24 и выполнены с воэможностью непосредственного соединения рабочих полостей 4-7 со сливной гидролинией 2 и двумя линиями 47 и

48 управления (гидрораспределители

38-40 показаны условно).

Гидравлический привод работает следующим образом.

Пусть Снг > G!! G!„G с„г . Если величина приведенной препятствующей нагрузки, действующей на шток 8 то при смещении золотника 11 относительно гильзы 12 давление рабочей жидкости в сливных полостях 4 и 6 или 5 и 7 меньше величины давления нагнетания Р„ (для упрощения полагаем Р„„=Р„, =Р„и Р„, =Р =Р ) и гидрораспределители 21-24 занимают положение, изображенное на фиг.l, где С !2 — проводимость переменного дросселя 18 или 20; С л! — проводи мость переменного дросселя 14 или 16;

G„, — проводимость переменного дросселя 13 или 15 G — проводимость переменного дросселя 17 или 19; F —площадь (эффективная) поршня 9 или

I0.

В этом случае гидравлический привод работает в обычном режиме дроссельного привода, т.е. при смещении золотника ll, например, вправо (по чертежу) рабочая жидкость из гидролинии 1 и нагнетания поступает в рабочие полости 4 и 6 через переменные. дроссели 13 и 17 с проводимостями

G, и G,, а иэ полостей 5 и 7 сливается в гидролинию 2 через дроссели

l6 и 20 с проводимостями G и G2!.

Если величина препятствующей нагрузки (1 Сг (С-г +С-г +С-г ))р

Е СЛ2 Н! HZ СЛ! Н а величина помогающей нагрузки

Сг (С-г + С-г ) Р

Сл! н! Нг Л! то величина давления в сливной полости 6 или 7 больше величины давления в напорной гидролинии 1. Например, при смещении золотника 11 впра1268830

4 во давление в полости 7 больше величины давления Р„ в гидролинии I, тогда срабатывает гидрораспределитель

24 и рабочая полость 7 сообщается с напорной гидролинией I с давлением

Р„ . В этом случае полости 6 и 7 закольцованы и образуют пассивное гидравлическое сопротивление, увеличивающее коэффициент относительного демпфирования привода.

Если величина помогающей нагрузки находится в диапазоне то, например, при смещении з оло тника о

11 вправо величины давлений в полостях 5 и 7 больше величины давления в напорной гидролинии I срабатывает гидрораспределитель 22 и рабочая жидкость из сливных полостей 5 и 7 через гидрораспределители 22 и 24 поступает в напорную гидролинию l. Тем самым происходит кольцевание рабочих полостей 4-7 механизма 3.

Управление скоростью перемещения штока 8 осуществляется изменением . гидравлических проводимостей G u

С 2 °

Если величина помогающей нагрузки

R — Р„ (1+С„ С„ ), то, например, при смещении золотника

lI вправо при уменьшении величины давления в полости 4 меньше давления в сливной гидролинии 2 срабатывает гидрораспределитель 3? и полость 4 соединяется со сливной гидролинией

2 и разъединяется от напорной гидролинии 1.

В этом случае управление скоростью

40 перемещения штока осуществляется изменением гидравлической проводимости

С„, (С ). Таким образом, в зависимости от величины нагрузки на штоке 8 автоматически происходит изменение

45 рабочего объема гидравлического исполнительного механизма 3, что позволяет снизить затраты гидравлической энергии от источника питания.

При выполнении величины зоны нечувствительности cHcTPMht рекуперации по нагрузке, равной !Р„ (величина

R приведенной нагрузки — при которой

F происходит включение гидрораспредели55 телей 21-24), для известного привода следует рывок штока, например, при величине смещения хг золотника 11 относительно гильзы 12 на величину аЧ, $ !2б8 что ухудшает динамические характеристики гидравлического привода. При реализации предлагаемого технического решения переход -;а,".=-куперативный режим работы происходит в момент соот5 ветствия обобщенных гидравлических характеристик, т.е,, когда обобщенные гидравлические характеристики при рекуперативном и дроссельном режимах работы пересекаются (обобщенная характеристика пунктиром,фиг.3), поскольку переход осуществляется при величине давления в сливных рабочих полостях, равных величине давления нагнетания. Таким образом, предлагаемый привод позволяет без уменьшения энергетической эффективности гидравлического привода исключить рывки штока гидроусилителя при переходе с рекуперативного режима работы на обычный и наоборот, т.е„ позволяет улучшить динамические характеристики гидравлического привода,.

Формула из о брет ения р5

1. Гидравлический привод,, содержащий напорную и сливную гидролинии, гидравлический исполнительный механизм с рабочими полостями, сообщенными с напорной и сливнои гидролиниями через дросселирующий гидрораспределитель, выполненный в виде золотника, установленного в гильзе с обра830 Ь зованием переменных дросселей, связанных с напорной и сливной гидролиниями, переключающие гидрораспределители с двумя линиями управления, установленные в гидролиниях связи рабочих полостей с дросселирующим гидрораспределителем и выполненные с возможностью непосредственного сообщения рабочих полостей с напорной гидролинией, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик привода, переменные дроссели, связанные с напорной гидролинией, выполнены с большей гидравлической проводимостью, чем переменные дроссели, связанные со .сливной гидролинией, причем одна из линий управления каждого переключающего гидрораспределителя сообщена с на порной гидролинией, а другая — с соответствующей рабочей полостью.

2. Привод по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что он снабжен дополнительными гидрораспределителями, установленными в гидролиниях связи рабочих пблостей с переключающими гидрораспределителями и выполненными с возможностью непосредственного соединения рабочих полостей со сливной гидролинией и двумя линиями управления, одна из которых сообщена с соответствующей рабочей полостью, а другая — со сливной гидролинией.

1268830

Составитель В.Коваль

ТехредМ.Ходанич Корректор В.Бутяга

Редактор М,Бланар

Заказ 6013/36 Тираж 610 Подписно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4