Позиционный пневмогидропривод

 

Изобретение может быть использовано в системах управления машин и технологического оборудования. Цель изобретения - улучшение динамических характеристик и расширение эксплуатационных возможностей позиционного пневмогидропривода. Поршни 3, 4, 5, 6 со штоками 7, 8 установлены в параллельно установленных цилиндрах 1, 2 с образованием рабочих полостей 9, 10, 11, 12. Полости 9, 10 подключены к источнику 13 сжатого воздуха. Полости 11, 12 заполнены жидкостью и сообщены между собой линией 15 связи, в которой установлен управляемый регулятор 16 потока. Штоки 7, 8 кинематически связаны между собой и выходным валом 17 посредством зубчатого колеса 18. Привод регулятора 16 выполнен в виде фрикционной муфты, ведущая полумуфта которой связана с колесом 18, ведомая полумуфта - с золотником регулятора 16. Привод снабжен источником электропитания и двумя парами переменных сопротивлений. Муфта выполнена электромагнитной, порошковой. Катушка индуктора подключена к источнику через последовательно включенные сопротивления, подвижные контакты которых связаны с ведомой полумуфтой. Позиционирование осуществляется на минимальной скорости перемещения вала 17 в условиях отсутствия инерционной нагрузки с помощью муфты. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gl) 4 F 15 В 15/22, 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

18 7 1 3

11 5 17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4289740/25-29 (22) 24.07.87 (46) 23.05.89. Бюл. № 19 (71) Особое конструкторско-технологическое бюро «Орион» при Новочеркасском политехническом институте им. Серго Орджоникидзе (72) С. И. Гончаров, Н. Д. Паршин, А. Н. Болтышев, В. М. Бердник и В. М. Захаров (53) 621.225 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1273656, кл. F 15 В 15/22, 1985. (54) Г1ОЗИЦИОННЫЙ ПНЕВМОГИДРОПРИВОД

{57) Изобретение м. б, использовано в системах управления машин и технологического оборудования. Цель изобретения улучшение динамических характеристик и расширение эксплуатационных возможносгей позиционного пневмогидропривода. Поршни 3, 4, 5, 6 со штоками 7, 8 установлены

„„Я0„„1481509 А 1

2 в параллельно установленных цилиндрах I, 2 с образованием рабочих полостей 9, 10, 11. 12.

Полости 9, IO подключены к источнику 13 сжатого воздуха. Полости 11, 12 заполнены жидкостью и сообщены между собой линией 15 связи, в к-рой установлен управляемый регулятор 16 потока., Штоки 7, 8 кинематически связаны между собой и выходным валом 17 посредством зубчатого колеса 18. Привод регулятора 16 выполнен в виде фрикционной муфты, ведущая полумуфта к-рой связана с колесом 18, ведомая полумуфта — с золотником регулятора 16.

Привод снабжен источником электропитания и двумя парами переменных сопротивлений. Муфта выполнена электромагнитной, порошковой. Катушка индуктора подключена к источнику через последовательно включенные сопротивления, подвижные контакты к-рых связаны с ведомой полумуфтой. Позиционирование осуществляется на минимальной скорости перемещения вала 17 в условиях отсутствия инерционной нагрузки с

noMomhn муфтьь 4 v .

1481509

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам гидропневмоавтоматики, и может быть использовано в системах управления машин и технологического оборудования.

Целью изобретения является улучшение динамических характеристик и расширение эксплуатационных возможностей позиционного пневмогидропривода.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема пневмогидравлического устройства; на фиг. 2 — принципиальная кинематическая схема привода регулятора потока; на фиг. 3 — принципиальная электрическая схема подключения электромагнитной порошковой муфты; на фиг. 4 график изменения усилий, создаваемых по оси регулятора потока в зависимости от угла поворота ведомой полумуфты.

Позиционный пневмогидропривод содержит два параллельно расположенных цилиндра 1 и 2, поршни 3 — 6 со штоками 7 и 8, установленные в цилиндрах 1 и 2 с образованием рабочих полостей 9 — 12. Полости 9 и 10 подключены к источнику 13 сжатого воздуха и атмосфере через направляющий иневморасиределитель 14, а полости 11 и 12 заполнены жидкостью и сообщены между собой линией !5 связи, в которой установлен управляемый регулятор 16 потока.

Штоки 7 и 8 цилиндров 1 и 2 связаны между собой и выходным валом 17 посредством зубчатого колеса !8. Привод регулятора 16 потока выполнен в виде (фиг. 2) фрикциоиной электромагнитной порошковой муф ты !9, ведущая иолумуфта 20 которой связаиа с зубчатым колесом 18. а ведомая полумуфта 21 -- с золотником 22 регулятора 16 потока посредством реечно-зубчатой передачи 23. Соосно золотника 22 установлены пружины 24 и 25, обеспечивающие

его возврат и стабилизацию в нейтральном иоложеиии. Клеммы 26, катушки 27 индуктора подключены к источнику 28 электрического питания (иа фиг. 3 показан условно) через две пары переменных сопротивлений

29 — 32, причем подвижные контакты 33 и 34 сопротивлений 29 и 30 (одной из иар) связаны с ведомой иолумуфтой 21. Посредством трехиозициониого управляемого переключателя 35 осуществляется питание кату1ики 27 иидуктора через цепь сопротивления 29 и 3! или 30 и 32 в зависимости от направления вращения зубчатого колеса 18. Кроме того, пневмогидропривод включает блок 36 задания программы и датчик 37 угла поворота выходного вала 17.

На фиг. 4 характеристика пружин 24 и 25 изображена линией 38. Усилие, создаваемое муфтой 19 по оси золотника 22 в зависимости от угла поворота ведомой полумуфты 21 будет возрастать в соответствии с л и н и я,.м и 39 — 41.

Пневмогидропривод работает следующим образом.

Выходной вал 17 приводится во вра,щение при подаче рабочей среды через пневмораспределитель 14 в одну из полостей, например 9. При этом жидкость, находящаяся

5 в полости 11, через линию 15 перетекает в полость 12. В зоне позиционирования при совпадении точки начала демпфирования с заданной по команде блока 36 переключатель 35, находящийся до этого в нейтральном положении, замыкает цепь на сопро1О тивления 29 и 31. Происходит включение муфты 19, ведомая полумуфта 21 которой перемещает зологник 22 через реечно-зубчатую передачу 23 и подвижный контакт 33 по часовой стрелке (фиг. 3). Перемещение

15 золотника 22 приводит к изменению сопротивления регулятора 16 потока и тем самым к уменьшению скорости вращения выходного вала 17. Закон демпфирования данного привода будет определяться соотношением между угловым перемещением вала 17

20 и соответствующим ему перемещением на участке демпфирования золотника 22. Так как связующим звеном кинематической цепи вал 17 — золотник 22 является электроманитная порошковая муфта 19, то закон

75 демпфирования привода будет определяться величиной относительной угловой скорости вращения (величиной проскальзывания в единицу времени) ведущей и ведомой полумуфт 20 и 21. Перемещение золотника 22 регулятора 16 потока происходит под дей30 ствием результирующего усилия, величина которого определяется соотношением между усилием, создаваемым муфтой 19 по оси золотника 22 и усилием, создаваемым пружиной 25 в процессе ее сжатия. Так как при вращении ведомой полумуфты 21 ток питания

35 катушки 27 индуктора магнитного поля увеличивается за счет перемещения подвижного контакта 33 сопротивления 29, то усилие, создаваемое муфтой 19 по оси золотника 22 в процессе демпфирования будет возрастать в соответствии с линией 39. Пружина 25 в процессе сжатия создает нагружающее усилие на ведомую полумуфту 21, что приводит к определенной разности угловых скростей полумуфт 20 и 21, а следовательно, и к определенному соотношению меж45 ду углом поворота вала 17 и перемещением золотника 22, т. е. определенному закону демпфирования. Ток, подаваемый на катушку 27 в Момент ее включения. может быть увеличен с помощью переменного сопротивления 31. В этом случае усилие, созда5р ваемое муфтой 19 по оси золотника 22 в зависимости от угла поворота ведомой полумуфты 21, определяется линиями 40 и 41 и т. д., каждой из которых соответствует определенная величина начального тока питания катушки 27. При увеличении тока си55 ла взаимодействия полумуфт 20 и 21 увеличивается, а так как характеристика пружины 25 остается постоянной, то разность угловых скоростей вращения этих полумуфт

1481509

Формула изобретения.

23 23 фага. 2

20 и 21 уменьшается, что приводит к уменьшению зависимости между перемещением золотника 22 и угловым перемещением вала 7, т. е. к изменению закона демпфирования привода. Перемещение золотника 22 происходит до упора в регулировочный винт (позицией не обозначен), установкой которого задается минимальная постоянная скорость перемещения вала 17 в конце участка демпфирования. В этот момент инерционная нагрузка, приложенная к выходному валу 17, полностью погашена в процессе демпфиро-вания, а усилие, создаваемое цилиндром 1, в значительной степени компенсируется за счет почти полного перекрытия линии 15.

При совпадении координаты углы позицио- 15 нирования с заданной по команде блока 36 в цепь питания муфты 19 подается максимальный ток, что приводит к фиксации одной относительно другой полумуфт 20 и 21 и позиционированию выходного вала 17 в заданном положении. При перемещении переключателя 35 в среднее положение муфта 19 обесточивается, и золотник 22 совместно с полумуфтой 2! под действием пружины 25 возвращаются в среднее начальное положение, а вал 17 продолжает движение в том же направлении.

Реверсирование направления вращения вала 17 обеспечивается переключением пневмораспределителя 14 по команде блока 36 и переключателя 35. Рабочая среда поступает в полость 10, а питание муфты 19 осу- 30 ществляется через цепь сопротивлений 30 и 32. В остальном привод работает аналогично.

Таким образом, устройство позиционного пневмогидропривода позволяет осуществлять его демпфирование по заданному за- 35 кону с последующим позиционированием в любых заданных положениях возможного диапазона перемещения выходного вала 17, менять закон демпфирования в нужную сторону путем соответствующей регулировки переменных сопротивлений 31 и 32, 40 причем характер этого закона может быть различным в зависимости от направления вращения вала 17, что значительно расширяет эксплуатационные возможности предлагаемого привода и дает возможность улучшить его динамические характеристики. Отсутствие дополнительных фиксирующих устройств, с помощью которых осуществляется окончательное позиционирование привода, упрощает его конструкцию, а то, что позиционирование осуществляется на минимальной скорости перемещения вала 17 в условиях отсутствия инерционной нагрузки с помощью электромагнитной порошковой муфты 19, обладающей высоким быстродействием, способствует повышению его точности.

Позиционный пневмогидропривод, содержащий два параллельно расположенных цилиндра, поршни со штоками, установленные в цилиндрах с образованием рабочих полостей, две из которых подключены к источнику сжатого воздуха, а две другие заполнены жидкостью и сообщены между собой линией связи, в которой установлен управляемый регулятор потока, при этом штоки цилиндров кинематически связаны между собой и выходным валом посредством зубчатого колеса, а привод регулятора потока выполнен в виде фрикционнои муфты, ведущая полумуфта которой связана с зубчатым колесом, а ведомая полумуфта с золотником регулятора потока, от.1liчаюи ийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик и расширения эксплуатационных возможностей, привод снабжен источником электропитания и двумя парами переменных сопротивлений, муфта выполнена электромагнитной, порошковой, при этом катушка индуктора муфты подключена к источнику электропитания через последовательно включенные сопротивления, подвижные контакты одной из Hdp которых связаны с ведомой полумуфтой.

1481509

Р,Н

3, 8рг7

Составитель В. Коваль

Редактор Г. Гербер Техред И. Верес Корректор О. Кравцова

Заказ 2660/37 Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О!