Электрогидравлический усилитель мощности
Изобретение относится к средствам гидроавтоматики. Цель изобретения - уменьшение габаритов путем увеличения коэффициента усиления. Электрогидравлический усилитель мощности содержит жестко и консольно закрепленную на основании 1 упругую металлическую трубку 2, внутри которой установлена заслонка 3, один конец которой расположен между соплами 4, а другой конец жестко соединен с консольной частью трубки 2 и через шарнир 5-с поперечиной 6. Электромеханический преобразователь включает пьезокерамические пластины 7, каждая из которых выполнена с осевым отверстием и установлена коаксиально оси заслонки 3. В пакет пьезокерамические пластины 7 собраны так, что поляризация каждой соседней пластины имеет противоположное направление. На верхнем и нижнем торцах симметрично относительно центра установлено по два электрода, крестообразно соединенных один с другим. Выполнение пластин 7 с отверстиями позволило приблизить электроды к оси заслонки без потери при этом устойчивости монолитного пьезостолба. Таким образом, при выполнении пьезостолбиков монолитными, т.е. когда центры электродов максимально приближены один к другому, проявляется эффект биморфа, при котором в самом пьезоэлементе увеличивается абсолютное значение его деформации. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.
С010Э Стс TCPii1X соц««лл«ст я с мв рЕСпу6 ли«с! «
iS««4 F )6 п 3/00
ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ЬТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОсудлРст(«1 ««««. В1 !(Омитет по изоьрн«««инм и с«тирытидь« при гннт ссл
1 (21) 4374624/25-29 (22) 08.02.88 (46) 15 )l ° 89е Бюл, У 42 (7l) Каунасский политехнический ин. ститут им. Антаиаса Снечкуса (72) М.Л.N.èп««««аускас, К.M.Рагульскнс, В.Т,М:«слов, В.В.Наги« явнчюс и Д.Ч.М. «px x«a ilmc (53) 621.$25(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 928089, кл. F l5 В 3/00, l980. ($4) ЭЛЕKTPOfKlPABJGBECKHA УСИЛИТЕЛЬ
МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к средствам гидроавтоматики. Цель изобретения - уменьшение габаритов путем уве2 личения козффициента усиления. Электрогидравлический усилитель мощности содержит «жестко и консольно закрепленную на основании I упругую метал- . лическую трубку 2, внутри которой установлена заело««ка 3, один конец которой расположен « ду соплами 4, а другой конец жестко следннен с консольной частью трубки 2 н через шарнир 5 - с поперечиной 6. Электромеханический преобразователь включает пьезокерамические пластины 7, ка«кдая иэ которых выполнена с осевым отверстием и установлена коаксиально оси заслонки 3. В пакет пьезокеранические пластины 7 собраны так,что
iI<««;,, i . <:«<1 К
«<,< "
< . I
:« .1< . < )1 °
1, <1< 1 <1«< f
1!» !1:1<хи <1
СО < 11 11 «; « 1<1 f::
lllf« f РИ1« «« -<1Г Нц ««« ) ;1< 1
< <<,, i« < !! .« . < . 1 T<««« « << < < «11«ЪРС )и<1<«l НО 111«ЛИ» ><<« 3 1<<В!1<1 f«ЪС11 !<1<:" г<1 « tfpft этом уст<)й<«15 ii, f \l I: «1<< < } «« «1 ff!
° f1 l <)гс< деформации ° 3 э.п, 1<-лы, .. 1!!
1!сль )лобретеиия — умеиьщеиие t.абаритон ну гем увс)1иченин коэффициснTt3 УС ИЛС .If!Ill ° ° 25 На фиг.l изображен усилитель, продольи)!1! ра:урез; на фиг.2 - то же,вид с)11 рху; иа ф!и .3 - схема подклю инин и) ° c 1ок< рамич <.Kltx иллгтии х бно30 фигo71 - ра tp01 п1<")оке!»)минеf .кой нлаcntftlf с электролами; на <1<иг.5 - то же, вид сверку. Элсктрогидрав)и)ческий усилитель иощ«О .ти (фиг. 1) содерхсит жестко и консоль«о эакрсичс:иную íl Основании уиругу)о )1сталлическую трубку 2, виуtpI3 которой уст!и<оплела засл<1ика 3, »t»ft ксэиец которнй расиолс1же11 )f<; ду соилами 4 (на фиг.! }, G другс11 ж.с)тко соединен с Yo!Icostb)toA частью труб.;и 2 и через 333 iptfHp 5 " с поперечиной 6. Электромехаи)сческ).й преобразовагель включает пьеэокерамические ппа- 45 тины 7, каж)!а<3 иэ коэ орых вь)3)олнена " осе)<ь)м отверстием 8 (фнг.5) и уста-! <)влена коаксиально оси засло).ки 3 1эоллционная трубка 9 (напр)очер, иэ у11руг<1й! пластмассы или рези)н1) раэ1<.п,<111<3 ме)",ду металлической трубкой «ье зоксрам)счсскими пластинами 7 и «мест переменную по длине жестсость. На верх)1е11 и нижнем т0 и)ах 10 11 (фиг. 1) пляс гнн 7 сии..! гричио )тиос«ге. ьно центра установлены по с«1 011ектрода 12 и 13, 14 и 15, <101,1 р «О с . <2 ед и 31с н и ых и р <1 в ый B e p x ) < f f I l лсктрод 13 — с нижним ленья электроц" 14 ° 1 юн! 1й tfc! !<и< ъ,<111<д 1) с ни+ иич ир «1ым;1л<")стр«д,<м 1 ° 1!Олл1<иэ f fttfft кажц01! It.l пл 1< гин 7 ПО Всей ПЛОСКОСТИ Н)1ЕЕТ ОдинаКОРОЕ направление (обозначена на фиг.4 стрелкой н бугвой В). 8 пакет пьеэокерамические иластинь) 7 собраны так, чтэ полярна, ция P к<)ж<т«11 соседней 3tJta< ))!It! 7 имеет противоположное ни" правление. Пьеэокерамичсскне пластины 7 соединены с блоком 16 управле» ни<1 1 pgtffl <<<иг.. и <111!.11!и, что и fff;1< «1,1пЫ1 ps!a» ! 11!д 7 ио нс р< и щ ник1 tfffff«s»f< и на верхи tf 1ас 1ll lfp< .
Элс<)строгlслравличс< .v. Iff) ус:1<литель мощности работ-)с.т csl< ну!<11111! Обр;!эом, 11ри подач< электг11«< гк го нотеициала на электроды 12 — 15 пластин 7, ввиду нх крсстообраэ«ого с«единения, каждая полови«а пьеэок..рамической пластины 7 меняет свою толщину т.e., например, одна половина утолщается, а другая уме lb!I!ac свою толщину одновременно. При этом все пьезокерамичес)сие пластины 7, которые находятся над электрически воз-. действованной пластиной, поворачиваются на угол, равный ЛИ tp с)"" 1 (1) где а 11 - изме!!ение талс111нь1 иласти71 1 - pacczo ffffe от центр-:1 элек трода 12 - 15 до О<си Эл- слси«;и 3. Бвиду того, что пласт««ы 7 выполнены с Отвсрстиямн 6 и 11,.дст1.1 на уп5 Ъ ) > > 1 !«, \ I)<> < i> } 1< < < >» ъ— ° ! i< >< . Гi ° i ii,} 1 — 15 к о >< з,)c!i нки 3, я" т,.1>.< ;it>i1 Э 1(1.1 < ° >) 1:1.< ° н«.т)л< я. 11) <1: г мулы (1) 1<)>,)>!о, чт<) от уме);> <с>ция р)«: )< }tt! I(>) 1 перг<ую очер", tl. зависит к<1;<ф ;иц))ент злектг)о)1<>«;)):>IческоГо )грес>бр>110)<л!)ня 11 >!, 1 М(11)>И РаССТ<1Я)it 1;!» дефо1}м<)ци.t лреобра:< влтеля. Т)1)сии < б; лэом, при выполнении пье)остолбоп моиоггитt«t .ttt, т.Е, коГдл центры эпектродог) 12 - l5 обоих пьезостолбоп максш1апьио сближены, друг с другом, проявляется эффект бг(гчс<рфа,г)ргг котором tt самом пьезоэлементе уг)елн<гияается абсолютное эначе1ti;e его деформации. Двк«енпе пьеэостолбл передяется через поперечину 6, упругий шарнир 5 иа один конец заслонки 3, которая поворачивается эл счет гибкости трубки 2 вокруг центра изгиба О, зв движение передается регулирующему концу заслонки 3 с уяеггичегя)ем ttepeeet)tet!)ttt, передаточный коэффициент которого равен К вЂ” 1 э где 1, - расстояние от упругого шарнира 5 до цеитрЛ поворота, 1 - расстояние от центра поворо2 та до оси сопл 4, Паличие переменной жесткости ynpyroit трубки 2 позволяет сдвинуть центр полорота заслонки 3, т.е. изме нить длину плеч 1, и 1 в сторону ус<спи<гения коз<1)фициентл К, что дополнительно увеличивает перемещение заслонки 3. При повороте заслонки 3 последняя прижимается, например, к правому (по чертежу) cowty 4 . При этом уменьшается расход рабочей средь) через него, что привоцит к увеличению давления в правом плече гидравлического моста (не показан). Перепад давления в плечах гндрллличес.кого моста приводит в действие гидравлический исполнительный механизм (не показан), т.е. далее по приицнпу классического электрогидравлического > « » }«. :,> } ° < I 7лектр)гческое соединение пластин 7 разрядами по двоичному коду позволя35 ет подавать на пьезокерлмг)ку два хвантированных напряжен)(я, протизоположных по знаку, напргачер «100 В, а разные перемецения заслонки 3 полу4р чать включением или отключением определенных разрядов 17 и 18, и т.д. В таком случае в статическом рсжиче ряботы петля гистерезиса не влияет ха точность работы усилителя. Это объяс45 няется тем, что пьезокерамические элементы, хотя и имеют петлю гистере» зиса зависимости деформации от налряжепия нл электродах 12 — 1S, но после переходного процесса деформации 5с) пьезоэлемента в конечных точках петли гиетереэиса повтс)ря)ттс с яысокой точностью, не зависящей от числл переключения и направления деф<1р(ланки. Т„)к, )!апрн}чер, пр!(1(зме))е})и)< напряженияя от -100 В до +)00 В и нлобо55 рот — от +100 В до — 100 1} значения деформаш)H С, и Я„ f)oBторя тсR с Г>чсокой то<1)остью — яе хуже i от сумС мы деформации с)+ привода. Наличие коясольно устаноьленных трубок 2 и 9, а также отверстия 8 в пьсзокерлг<(ческих пластинах 7 является одновременно 1<ел три руюп)сй технолог)сноской оснасткой при сборке ЛЛаетнн 7 В СтОЛбнК..ПОЭтс}МУ г(Е трв<. у<>> < ° < }}.,Е ««. }. у« .!}t i;;. )(т< .. >< : ; : < -- г, 5 1 <:i,"1Р;!. "1<>2)ttf f5 ше. Позто )у умень)1е)ц!е ) <)ли (ест))л t11.-стин 7 и их 1)лОВгзди, с<><-т)1<>òñòt)()!it<) уиеньшает )иергопотрсс>г)< нис), а Dlt;)чит увеличивает коз1* <л!11 1)т электро, механического г!1>еобрлзо)1;11!1)я. умень" 20 шение количества пластин 7 увеггг-)ивает механгсческую устои и<вость и частотные характеристики пьеэостолбл. Прыченениая в усилит(fte упругля 25 трубка 2 кроме тс)го, чт ° <»a выполняет функцию техно<и)гцч (t.<гй оснастки при его сборке, одновременно выполняет функцию уплотнителя, т.е ° от" деляет пьеэокерамнку от жггдкости.При 30 отделении пьеэокераиики от жидкости значительно увеличивается срок ее службы. ° «, f, с ;},! I(1 О <с j " «И I с .! !! } { !};. < 1 ° ) ° F,"с" 4 иР 2 1У ФиГ й Составитель В.Коваль Ре))лк гор И. К;) ..лрдл Техред 1.Õîäà)tè÷ Корректор 0; Кравцова Злклл 69.".Н/:)2 T)}1<;t)<: 605 Ц;)дпис}}ос И}111П1И Гасу))лрст)}е)}}}ог{i комитетл по изобретениям н откр!)тиям при 1 К}ГГ CC(.Р 113035, Моск}}л, Ж-ÇS, Рау}))скля наб., д. 4/5 I ð<)è- < ° у ° . ", . H )rl «}<1; Ч< { Ytt
К)! I<Ч <.) )tt!< .! « :<)II < {<. !< I!« <(. T;III«!IЛЕН и <)! < amity iц т.! е< ил«.!}! <.}c<}о".кой, П<Ч! }< М И1« <>вl«, ° <с)Ъ.)т<. !! В){И{)Л}}Е!l И НИП! )l,}! «1<л )I).n <. к{ рлмических иплстии, и )}к}}< ° ш}}}х )< блоку упрл):)< пия, о ти ич л F,m и!! с я тем )лсл<}ики, усилитель снлб)}еll упругой иетлппической трубкой, рлспопо}кенно)! < !, }}т <Л, {.Т,}I . :<: "!: < !I{.! <<Е), П{,}„{; {}{с С <;:,{;{< }}«}, . !5 )<:}.!:; t!< р: I<с}<} It)«»i f l < I} }<„ ". c
ln }» tt )t c } тf м, { t?tt сн )в <ел и)oi»ttttt«t))le МИ lЕСК)Я}И }}Л<)С1 Иванн 3.. Ус "tl. ).I, nrл и15 B )n tll H tl < я те <, чт и) е окера)п)<)еск})е и }сти
