Гидропривод

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному гидроприводу и может быть использовано в мобильных машинах при необходимости питания нескольких потребителей, работающих во взаимонезависимых скоростных режимах, например в гидросистемах современных энергонасыщенных тракторов. Цель изобретения - упрощение конструкции гидропривода. Цель достигается тем, что в регуляторах 19 и 20 потока в каждой из секций 4, 5 распределителя 3 выполнены расточки 24 и 26, связанные с пружинными полостями 33 и 35. Расстояние между осями первых 29 и 31 и дроссельных радиальных 30 и 32 отверстий больше расстояния между левыми кромками первых 23 и 25 и вторых 24 и 26 расточек на величину, не менее чем половина сумм диаметров первых и дроссельных радиальных отверстий. Управляющая линия 51 связана с баком 8 через дроссель 45 малой проводимости. Введено соотношение между предварительным сжатим пружин 47 и 48 и пружиной 46 регулятора. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

5И 4 Г i5 В 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф КЯЗМ (Iiiт .-"Д";. . (the;-ЧЕОНГ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (2! ) 4229985/25-29 (22) 13.04.87 (46) 30.05.89. Бюл. ¹ 20 (71) Винницкий политехнический институт (72) Л. Г. Козлов и Ю. А. Буренников (53) 621.225.82 (088.8) (56) Патент США № 3693506, кл. F 15 В 11/00, 1972. (54) ГИДРОПРИВОД (57) Изобретение относится к сельскохозяйственному гидроприводу и может быть использовано в мобильных машинах при необходимости питания нескольких потребителей, работающих во взаимонезависимых скоростных режимах, например в гидросистемах современных энергонасыщенных тракторов. Цель изобретения — упрощение кон„„ЯУ„„1483113 A 1 струкции гидропривода. Цель достигается тем, что в регуляторах 19 и 20 потока в каждой из секций 4, 5 распределителя 3 выполнены расточки 24 и 26, связанные с управляющей линией 51, а также через дроссельные радиальные отверстия 30 и 32 с пружинными полостями 33 и 35. Расстояние между осями первых 29 и 31 и дроссельных радиальных 30 и 32 отверстий больше расстояния между левыми кромками первых 23 и 25 и вторых 24 и 26 расточек на величину не меньше половины сумм диаметров

ыервых и дроссельных радиальных отверстий.

Управляющая линия 51 связана с баком 8 через дроссель 45 малой проводимости.

Введено соотношение между предварительным сжатием пружин 47 и 48 и пружиной 46 регулятОра. 1 ил.

1483113

Изобретение относится к машиностроительному гидроприводу и может быть использовано в мобильных машинах при необходимости гидравлического привода нескольких рабочих органов, работающих во взаимонезависимых скоростных режимах, например в гидросистемах энергонасыщенных тракторов.

Цель изобретения — упрощение конструкции гидропривода.

На чертеже приведена схема предлагаемого гидропривода.

Гидропривод содержит насос 1 переменного рабочего объема с регулятором 2 его производительности, подключенный к насосу секционный гидрораспределитель 3, секции 4 и 5 которого содержат соответствено сливные гидролинии 6 и 7, связанные с гидробаком 8, и управляющие гидролинии 9 и 10, соединенные с регулятором 2 насоса, по две силовые гидролинии 11, 12 и 13, 14, связанные с исполнительными гидродвигателями 15 и 16 — гидромоторами, а также напорные гидролинии !7 и 18 и регуляторы 19 и 20 потока, выполненные в виде корпусов 21 и 22 с кольцевыми расточками 23, 24 и 25, 26 и подпружиненных трубчатых золотников 27 и 28 с радиальными отверстиями 29, ЗО и 31, 32, образующих с корпусами 2! и 22 пружинные и беспружинные полости 33, 34 и 35, 36, последние из которых сообщены с входами 37 и 38 в регуляторы 19 и 20 потока и через первые радиальные отверстия 29 и 31 с рабочими гидролиниями 39 и 40, в которые последовательно включены регулируемые дроссели 41 и 42 и распределительные золотники 43 и 44, а пружинные полости 33 и 35 сообщены с гидролиниями 9 и 10 управления.

Кроме того, гидропривод снабжен дросселем

45 малой проводимости, через который управляющие гидролинии 9 и 10 соединены с гидробаком 8, а в секциях 4 и 5 гидрораспределителя 3 корпуса 21 и 22 регуляторов 19 и 20 потока, выполнены соответственно с двумя кольцевыми расточками 23

24 и 25, 26, вторые радиальные отверстия 30 и 32 трубчатых золотников 27 и 28 выполнены дроссельными и расположены в пружинных полостях 33 и 35, вторые кольцевые расточки 24 и 26 соединены с регулятором 2 насоса 1, а расстояние между осями первых и вторых дроссельных отверстий 29, ЗО и 31, 32 больше, чем расстояние между левыми кромками первых и вторых расточек

23, 24 и 25, 26 плюс половина разности диаметров первых и дроссельных радиальных отверстий 29, 30 и 31, 32, но меньше, чем расстояние между левой кромкой вторых расточек 24 и 26 и правой кромкой первых расточек 23 и 25 минус половина суммы диаметров первых и дроссельных радиальных отверстий 29, 30 и 31, 32, диаметры дроссельных радиальных отверстий 30 и 32 меньше расстояния между левой и правой кромками вторых,расточек 24 и 26 и меньше

4 диаметра первых радиальных отверстий 29 и 31, а гидравлическая проводимость дроссельных радиальных отверстий 30 и 32 больше, чем дросселя 45 малой проводимости.

Предварительное сжатие пружин 46 и 47 (48 для секции 5) регулятором 2 и 19 (20)определяется из неравенства п с /!з> ср1 рмаха /fp, где сз — жесткость пружины 47 (48) трубчатого золотника 27 (28);

1О hq — предварительное сжатие пружины 47 (48); — плошадь торца трубчатого золотника 27 (28); с, — жесткость пружины 46 регулято-!

5 ра 2 насоса 1

h — максимальное сжатие пружины 46;

f — площадь торца золотника регул ятор а 2 н а соса 1.

Гидролинии управления всего гидропри20 вода состоят из участков: гидролиний 9 и 10 от распределительных золотников 43 и 44 до пружинных полостей 33 и 35 регуляторов 19 и 20 потока, гидролиний 49 и 50 от кольцевых расточек 24 и 26 этих же регуляторов до гидролинии 51 управления, общей для всего гидропривода.

Гидропривод работает следующим образом.

При отключенных гидромоторах 15 и 16 (распределительные золотники 43 и 44 находятся в нейтральных позициях) насос подает жидкость в гидросистему под незначительным давлением, определяемым настройкой пружины 46. Величина этого давления

Cphp

Р. = ——

35 где с — жесткость пружины;

h — сжатие пружины 3;

f — площадь золотника регулятора 2.

Расход рабочей жидкости, поступающей при этом в гидросистему, равен величине утечек в гидроагрегатах и составляет незначительную величину.

При подключении гидромотора 15, находящегося под воздействием момента Т (при перемещении распределительного золотника

43 в крайнее правое положение) рабочая жидкость под давлением Р„через полость

34, радиальные отверстия 29, линию 39 регулируемый дроссель 41 и силовую линию 1! поступает к гидромотору 15. Одновременно рабочая жидкость под давлением Р по линии 9 через пружинную полость 33, дроссельное отверстие 30 и линии 49 и 51 поступает к регулятору 2.

На регулятор 2 воздействует также давление Р„ рабочей жидкости из напорной у линии 17.

При этом под воздействием пружины 46 регулятор 2 перемещается в крайнее правое положение, увеличивая производительность насоса 1, что обуславливает рост величины

1483113 давления Р„ в напорной линии 17. Рост величины давления Р„продолжается до тех пор, пока его величины не будет достаточно для преодоления момента Т, действующего на вал гидромотора 15. Вал гидромотора 15 придет в движение, при этом через секцию 4 к гидромотору 15 поступает расход рабочей жидкости Q, что обуславливает перепад давления на регулируемом дросселе 41 APapi=

= P„— Рм, = Pн — Рм (поскольку золотник 27 находится в крайнем правом положении и О

РД,=Рн) . .Величина давления Рр в управляющей линии 51, определяемая величиной давления Р..1, уменьшается по сравнению с величиной давления Р., что вызывает перемещение золотника 2 справа налево и некоторое снижение расхода насоса I.

При этом регулятор 2 поддерживает постоянный перепад давления

ЛР:Р Pv р 20 а поскольку величина давления Рр близка к величине давления Р„ (ввиду малой про. водимости дросселя 45), то перепад давления в секции 4

ЛР =Рн — PM1

c,h, fp также поддерживается постоянным регулятором 2 насоса I.

Поскольку предварительное сжатие h@ пружины 47 выбирается из условия йз, сз, cphp

° ) ! з, где с, — жесткость пружины 47; ! з, — площадь торца золотника 27, то при всех перепадах давления с hp

ЛР1= — -= — Рн — Р; 1

fp золотник 27 находится в крайнем правом положении, не оказывая дополнительного 40 сопротивления течению жидкости через секцию 4.

Вследствие того, что расстояние между осями первых (29) и дроссельных (30) радиальных отверстий больше расстояния между левыми торцами первой и второй рас- 45 точек 23 и 24 на величину не меньше половины суммы диаметров первых и дроссельных отверстий, то при правом крайнем положении золотника 27 вторые радиальные отверстия 30 не перекрываются кромкой корпуса 2! и связывают пружинную полость 33 с расточкой 24, соединенной с управляющей линией 51.

Изменяя площадь открытия рабочих окон дросселя 41 или распределительного золотника 43, можно изменять величину потока рабочей жидкости, поступающей к гидромотору 15 через секцию 4.

При уменьшении момента Т на валу гидромотора !5 давление P.. i уменьшается, перепад давления AP i = P . — P- i возрастает, что ведет к росту частоты вращения гидромотора 15. При этом также уменьшается давление Р, что ведет к росту разницы давлений ЛР=Р.— Р„- на регуляторе 2, который при этом перемещается справа налево, уменьшая производительность насоса 1 и восстанавливая прежнее значение перепада APi в секции 4, а следовательно, прежнее значение частоты вращения вала гидромотора 15.

При возрастании величины момента Т на валу гидромотора 15 вели .ина давления PM i возрастает, перепад ЛР=Р.— Р.:i уменьшается, что ведет к снижению частоты вращения вала гидромотора. При этом также возрастает давление Р, а, следовательно, уменьшается разница давлений ЛР=Р..— Pp на регуляторе 2, который, перемещаясь слева направо, увеличивает производительность насоса 1, восстанавливая прежнее значение частоты вращения гидромотора 15.

Пусть при работающем гидромоторе !5, нагруженном нагрузкой Т, к гидросистеме подключается (путем перевода распределительного золотника 44 в крайнее правое положение) гидромотор !6, на вал которого воздействует момент t, причем T)t. После перевода распределительного золотника 44 в рабочее положение рабочая жидкость под давлением Р. поступает в силовую магистраль 13. Поскольку величина давления

P. пропорциональна величине момента Т на валу гидромотора 15, то величина давления P достаточна, чтобы привести в движение гидромотор !6, на вал которого воздействует момент t, причем t(T. При движении гидромотора 16 в секции 5 появляется перепад давления ЛР = — P.— Р. . Поскольку момент t на валу гидромотора 16 меньше момента Т на валу гидромотора 15, то перепад давления в секции 5 ЛР =Р.— Р..z будет больше перепада давления ЛР =

=Р.— P. в секции 4. Перепад давления

APi в секции 4 поддерживается постоянным регулятором 2, и величины перепада

APi не достаточно для перевода трубчатого золотника 27 из крайнего левого положения в положение, при котором он оказывает дросселирующее воздействие на поток рабочей жидкости, проходящей через секцию 4. Так как перепад ЛР в секции 5 больше перепада ЛР в секции 4, а настройка пружин 47 и 48 трубчатых золотников 27 и 28 одинакова, то трубчатый золотник 28, находящийся под воздействием перепада давления ЛР, начинает перемещаться из крайнего правого положения в одно из рабочих положений, оказывая дополнительное сопротивление рабочей жидкости, поступающей через секцию 5 к гидромотору 16, и трубчатый золотник 28, находящийся под воздействием давлений Рн — P". и пружины 48 поддерживает постоянным перепад давления

ЛР.=Р.— Р в сскции 5, а, следовательно, 1483113

55 и постоянной величину потока рабочей жидкости, поступающего к гидромотору 16.

Поскольку расстояние между осями дроссельного радиального отверстия 32 и первого радиального отверстия 31 выполнено большим, чем расстояние между кромками на величину не меньше половины сумм диаметров дроссельного радиального отверстия 32 и первого радиального отверстия 31, а трубчатый золотник 28 находится в одном из рабочих положений (когда первое радиальное отверстие 31 частично перекрыто), то дроссельное отверстие 32 перекрывается кромкой и разъединяет пружинную полость 35 и расточку 26, связанную с управляющей 51 линией. Вследствие этого рабочая жидкость под давлением Pð, близким по величине к давлению P»i, определяемому большим по величине моментом Т, не поступает из линии 51 в линию 10, в которой установилось давление Р определяемое меньшим по величине моментом l.

При уменьшении величины момента t на валу гидромотора 16 частота вращения вала гидромотора 16 возрастает, возрастает расход рабочей жидкости через секцию 5, что ведет к увеличению перепада давления

ЛР =Рд — Р; . Под воздействием увеличивающегося по величине перепада ЛР трубчатый золотник 28 перемещается справа налево, уменьшая открытие радиального отверстия 31 и создавая дополнительное сопротивление протеканию рабочей жидкости через секцию 5, что, в свою очередь, приводит к уменьшению расхода через секцию 5 и последующему восстановлению предварительно настроенной частоты вращения гидромотора 16.

При увеличении момента t на валу гидромотора 16; но не более величины

Т((Т), частота вращения гидромотора 16 уменьшается, давление Р. в силовой линии !

3 возрастает, расход рабочей жидкости через секцию 5 уменьшается, следовательно, уменьшается и перепад давления ЛР =

Р— Р . Равновесие трубчатого золотника

28 нарушается, и под воздействием уменьшившегося перепада ЛР и пружины 17 трубчатый золотник 15 перемещается на некоторую величину вправо, увеличивая величину открытия радиального отверстия 31 и снижая сопротивление протеканию рабочей жидкости через секцию 5. Таким образом трубчатый золотник 28 компенсирует уменьшение перепада давления ЛР в секции 5, восстанавливая прежнее значение величины потока рабочей жидкости через секцию 5, а следовательно, восстанавливая и прежнюю частоту вращения гидромотора 16.

При увеличении момента 1 на гидромоторе 16 до значения, превышающего момент Т на гидромоторе 15, давление P.- в силовой линии 13 возрастает, перепад давления ЛР =Рр — Р. уменьшается и под воздействием пружины 48 трубчатый золотник

28 перемещается вправо, открывая ра5

8 диальное отверстие 3l: Поскольку момент

t) T, а величина Т ранее определяла величину давления P., то даже при полном открытии первого радиального отверстия 31 поток рабочей жидкости, поступающей через секцию 5 к гидромотору 16, не может создать достаточный по величине перепад

ЛР =Рд — P i для того, чтобы прекратить движение трубчатого золотника 28 слева направо. Движение трубчатого золотника 28 продолжается до тех пор, пока не откроется дроссельное радиальное отверстие 32, связывающее гидролинии 10 и 50, в которых теперь давление Рмр определяется наибольшим по величине моментом 1, с управляющей линией 51. При этом часть рабочей жидкости из силовой магистрали 13 под давлением Р.г начинает перетекать по гидролинии 10, дроссельному отверстию 32 линии 50, управляющей гидролинии 51, гидролинии 49, дроссельному отверстию 30, гидролинии 9 в силовую линию 11, где давление Р» i, определяемое моментом Т, меньше давления

Р»г (так как в данном случае T(t). Часть рабочей жидкости из управляющей гидролинии 51 поступает через дроссель 45 малой проводимости на слив. Поскольку давление

Р» в данном случае больше давления Р», то в управляющей гидролинии 51 устанавливается давление Р,,больше чем при соотношении моментов (T)t). Увеличение дав/ ления Р, вызывает некоторое увеличение производительности насоса 1, а следовательно, и увеличение давления P. в напорных гидролиниях 17 и 18. Увеличение давления

P- вызывает рост перепадов давлений

ЛР =Р— P. i и ЛР =Р.— PMg в секциях 4 и 5.

Вследствие того, что PMg)P» i, ЛР1)ЛР, увеличение перепада ЛР1 в секции 4 вызывает движение трубчатого золотника 27 справа налево, с последующим частичным перекрытием первых радиальных отверстий 29 и полным перекрытием дроссельного радиального" отверстия 30. В результате силовая гидролиния 11, в которой давление PM определяется меньшим из моментов Т, оказывается изолированной от управляющей гидролинии 51 и перетечка части рабочей жидкости из силовой гидролинии 13 в силовую гидролинию 11 прекращается, а величина давления P в управляющей линии 51 близка к давлению P»z в силовой гидролинии 13, определяемому большим по величине моментом t. Это обусловлено тем, что проводимость дросселя 45 выбирают существенно более низкой, чем проводимость дроссельного радиального отверстия 32.

При соотношении моментов T)t трубчатый золотник 27 находится в крайнем правом положении, поскольку давление Рр близко к давлению Р 1, и давление Рр определяет такую величину давления P., что перепада давления APi в секции 4 не достаточно для преодоления усилия пружины 47.

В случае соотношения моментов t)T дав1483113 ление Р в управляющей гидролинии 51 возрастает пропорционально моменту t и определяет большее значение давления .Рн в напорных гидролиниях 17 и 18, что, в свою очередь, увеличивает перепад APi в секции 4, а это вызывает движение трубчатого золотника 27 с частичным перекрытием первого радиального отверстия 29 и полным перекрытием второго радиального отверстия 30 аналогично описанному. Поскольку давление P. в напорных гидролиниях 17 и 18 определяется при t)T давлением Р, которое близко к давлению Рч2, определяемому моментом t, то ввиду того, что сжатие пружины 48 выбрано из условия с31 3 ср р малс 15

4 1р перепада давления ЛР в секции 5 оказывается не достаточно для переведения трубчатого золотника 28 в такое положение, при котором перекрывались бы радиальные от- 2р верстия 31 и 32. Следовательно, трубчатый золотник 28 не оказывает дополнительного сопротивления прохождению рабочей жидкости через секцию 5. Перепад давления

ЛР2 в секции 5 поддерживается постоянным регулятором 2 насоса 1.

Таким образом, в секции 4, через которую приводится в движение гидромотор, на вал которого действует меньший по величине момент Т, расход рабочей жидкости поддерживается постоянным трубчатым золотником

27 путем частичного перекрытия первого радиального отверстия 29. Второе радиальное отверстие 30 при этом перекрыто полностью, и силовая гидролиния 11, в которой давление P.. i пропорционально меньшему моменту Т, изолирована от управляющей линии 51. В секции 5, через которую приводится s д в иHж еeнHиHе e iгиHд рpо0мотор 16, нагруженный большим по величине моментом t, расход рабочей жидкости поддерживается hoстоянным регулятором 2. Трубчатый золотник 28 находится в крайнем правом поло- 40 женин, не оказывая регулирующего воздействия на поток рабочей жидкости. При этом второе радиальное отверстие 32 полностью открыто и связывает силовую гидролинию 13, в которой давление Р..2 пропорционально большему по величине момен- 45 ту t, с управляющей гидролинией 51, что обеспечивает на выходе насоса 1 величину давления Р., которое пропорционально наибольшему из преодолеваемых моментов

Изменяя положение распределительных золотников 43 и 44 или изменяя настройку регулируемых дросселей 41 и 42, можно регулировать величину стабилизированного потока рабочей жидкости к гидромоторам 15 и 16. При этом подключение или отключение секций гидрораспределителя 3 не оказывает существенного влияния на процесс работы гидромоторов. Погрешность в стабилизации расхода в секциях определяется астатизмом пружин трубчатых золотников и регулятора 2. Поскольку в трубчатых золотниках дополнительно выполнены дроссельные радиальные отверстия и вторые расточки в корпусе, расстояние между осями вторых и первых радиальных отверстий больше расстояния между левыми торцами соответствующих расточек на величину не меньше половины суммы диаметров дроссельных и первых радиальных отверстий. а предварительное сжатие пружин 4? и 48 вы-бирают из соотношения

1тзс cphp — --) — —-f3 ! р то трубчатые золотники 27 и 28 наряду со своей основной функцией (регулирование и стабилизация величины потока, поступающего через секции 4 и 5 к гидромоторам 15 и 16 выполняют и дополнительную функцию — соединяют наиболее нагруженную силовую гидролинию с регулятором, в результате чего на выходе насоса 1 устанавливается давление, пропорциональное наибольшей нагрузке на гидромоторах.

Формула изобретения

Гидропривод, содержащий насос переменного рабочего объема с регулятором его е производительности, подключенный к насосу секционный гидрораспределитель, каждая секция которого содержит сливную гидролинию, связанную с гидробаком, и управляющую, гидролинию, соединенную с регулятором насоса, две силовые гидролинии, связанные с исполнительным гидродвигателем, а также напорную гидролинию и peryJiHTop lIoT0Ka, aaino iHeii biÉ в aHze Kopnyca c кольцевыми расточками и подпружиненного трубчатого золотника с радиальными отверстиями, образующего с корпусом пружинную и беспружинную полости, последняя из которых сообщена с входом в регулятор потока и через первые радиальные отверстия с рабочей гидролинией, в которую последовательно включены регулируемый дроссель и распределительный золотник, а пружинная полость сообщена с гидролинией управления, отличаюи ийся тем, что, с целью упрощения конструкции гидропривода, он снабжен дросселем малой проводимости, через который управляющая гидролиния соединена с гидробаком, а в каждой секции гидрораспределителя корпус регулятора потока выполнен с двумя кольцевыми расточками, вторые радиальные отверстия выполнены дроссельчыми и расположены в пружинной полости, вторая кольцевая расточка соединена с регулятором насоса, а расстояние между осями первых и дроссельных радиальных отверстий больше. чем расстояние между левыми кромками первой и второй расточек плюс половина разности диа1483113

Составитель Ю. Ломихин

Редактор А. Огар Техред И. Верес Корректор Э. Лончакова

Заказ 2 801/29 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 метров первых и дроссельных радиальных отверстий, но меньше расстояния между левой кромкой второй расточки и правой. кромкой первой расточки минус половина суммы диаметров. первых и дроссельных радиальных отверстий, диаметр дроссельного радиального отверстия меньше расстояния между левой и правой кромками второй расточки и меньше диаметра первых радиальных отверстий, а гидравлическая проводимость дроссельных радиальных отверстий больше, чем дросселя малой проводимости.