Электрогидравлический усилитель

 

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в гидроприводах станков и промышленных роботов. Цель изобретения - повышение точности, сокращение габаритов и массы усилителя. Пояски 2, 3, 4 и 5 распределительного золотника 1 соединены штоком 6, размещенным в гильзе 7, с образованием сливной и нагнетательной полостей 9 и 10. Полости 11 и 12 управления подключены через дроссели 13, 14 и 15 к линии 16 нагнетания. Электромеханический преобразователь в виде набора капилляров 17 размещен на подвижном элементе с образованием камер, одна из которых заполнена ртутью и связана с отрицательным потенциалом источника электропитания. Камера 21 заполнена электролитом и соединена с нулевым потенциалом. Подвижный элемент выполнен в виде втулки 18, установленной на штоке 6. В штоке 6 выполнены со стороны полостей 11 и 12 осевые каналы (К) 22 и 23 и соединенные с ними радиальные К 24, 25, 26 и 27. К 24 и 27 сообщены с полостями 11 и 12. К 25 и 26 размещены с возможностью взаимодействия с торцами втулки 18. Преобразователь снабжен полым кольцевым корпусом 19, охватывающим камеры 20 и 21 и закрепленным в гильзе 7 концентрично втулке 18. Динамика преобразователя обеспечивает пропускание частот возмущения без искажения амплитуды перемещения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1536080 A 1 (51) 5 F 15 В 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СИИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4267473/25-29 (22) 24.06.87 (46) 15.01.90. Бюл. N 2 (71) Московский автомеханический институт (72} В.К.Соковиков, В.А.Козлов, И.М.4анонси и А.Т.Скойбеда (53) 62-521 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 1116230, кл. F 15 В 3/00) 1983.

2 (54) ЭЛЕКТРОГИЛРАВЛИ4ЕСКИИ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в гидроприводах станков и промышленных роботов. Цель изобретения - повышение точности, сокращение габаритов и массы усилителя. Пояски 2,3,4 и 5 распределительного золотника 1 соединены штоком 6, размещенным в гильзе

1536080

7, с образованием сливной 8 и нагнетательных 9 и 10 полостей. Полости ll и 12 управления подключены через рроссели 13, 14 и 15 к линии 16 нагнетания. Электромеханический преобра5 зователь в виде набора капилляров 17 размещен на подвижном элементе с образованием камер, одна из которых заполнена ртутью и связана с отрицательным 10 потенциалом источника электропитания.

Камера 21 заполнена электролитом и соединена с нулевым потенциалом. Подвижный элемент выполнен s виде втулки 18, установленной на штоке 6. В штоке 6

Изобретение относится к гидроавто- 20 матике и может быть использовано в

Гидравлических приводах станков и промышленных роботов.

Цель изобретения — повышение точности, сокращение габаритов и массы. 25

На фиг.l изображен электрогидравлический усилитель; на фиг.2 — электромеханический преобразователь; на фиг.3 — ограничитель набора капилляров. 30

Усилитель содержит распределительный золотник 1 с поясками 2-5, соединенными штоком 6, размещенный в гильзе 7 с образованием сливной полости 8, нагнетательных полостей 9 и 10, а так-З5 же полостей 11 и 12 управления, подключенных через дроссели 13, 14 и 15 к линии 16 нагнетания, и электромеханический преобразователь в виде набора

17 капилляров, размещенного на подвиж-40 ной втулке 18 в полом кольцевом корпусе 19, охватывающем камеры 20 и 21, заполненные ртутью и электролитом соответственно. В штоке 6 со стороны полости ll выполнен осевой канал 22, 4 со стороны полости 12 - осевой канал

23, а также соединенные с ними радиальные каналы 24 — 27„ причем каналы

24 и 27 сообщены с полостями 11 и 12 соответственно, а каналы 25 и 26 раз- >0 мещены с возможностью взаимодействия с торцами втулки 18, Предварительно сжатые с различными усилиями пружины

28 и ?9 размещены в камерах 20 и 21, оперты на набор 17 капилляров и корпус.

19, закрепленный в гильзе 7 концентрично втулке 18.

Камера 20 с ртутью связана через клемму 30 с отрицательным потенциалом выполнены со стороны полостей 11 и 12 осевые каналы (К) 22 и 23 и соединенные с ними радиальные К 24,25,26 и 27 °

К 24 и 27 сообщены с полостями 11 и 12. К 25 и 26 размещены с возможностью взаимодействия с торцами втулки 18. Преобразователь снабжен полым кольцевым корпусом 19, охватывающим камеры 20 и 21 и закрепленным в гильзе 7 концентрично втулке 18. Динамика преобразователя обеспечивает пропускание частот возмущения без искажения амплитуды перемещения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. источника электропитания, а камера 21 связана через клемму 31 с нулевым потенциалом. Набор 17 капилляров снабжен ограничителями 32 и 33.

Источник электропитания включает в себя датчик 34 управления, датчик

35 нулевого уровня, электронный усилитель 36, резисторы 37 - 40.

Полость 8 разделена корпусом 19 на объемы 41 и 42.

Гильза 7 подключена окнами 43 и 44 к полостям гидродвигателя (не показан), исполнительный элемент которого связан с датчиком 34.

Усилия пружин 28 и 29 выбираются исходя из того„ что в электромеханическом преобразователе используется ниспадающий участок кривой поверхностного натяжения ртути, представляющей собой изменение поверхностного натяжения ртути в функции рассогласования

d=f(V}, равного отношению потенциала (1,2 + 0,25) В к коэффициенту усиления усилителя 36 ° Только на ниспадающем участке кривой f(U) обеспечивается пропорциональная зависимость изменения поверхностного натяжения ртути от потенциала. После исключения нелинейных участков на концах ниспадаюшего участка среднее значение определяется поверхностным натяжением Ь;-370 дин/см и нулевым потенциалом U,=-1,2 В.

Электрогидравлический усилитель работает следующим образом.

При возникновении рассогласования на входе электронного усилителя 36 в виде разности напряжений Ь „,U и U> усиленное напряжение ЙБ поступает на клемму 30. Если напряжение положительное, то увеличивается поверхност80 6 обеспечивая равенство всех сил, в том числе сил пружин 28 и 29, при этом пружина 28 сжимается. Это является нейтральным положением электромеханического преобразователя, в котором перекрываемые подвижной втулкой 18 площади отверстий радиальных каналов

25 и 26 равны. В нейтральном положении усилителя при одинаковой жесткости пружин 28 и 29 имеет место разное их предварительное поджатие.

Работа электромеханического преобразователя обеспечивается при напряжении dU = +0,25 В, т.е. электронный усилитель 36 должен .иметь небольшой коэффициент усиления, что приводит к уменьшению его смещения и дрейфа нуля, т.е. повышению точности работы. Управление электромеханическим преобразователем обеспечивается от минуса источника питания, так как U, < dU=-(1,2 +

+ 2,5) В. Так как в объемах 41 и 42 полости 8 слива, где установлен электромеханический преобразователь, давление слива и эффективная площадь поперечного сечения подвижной втулки 18 малы, а также трение между подвижной втулкой 18 и золотником 1 мало и отсутствуют дополнительные силы, препятствующие перемещению подвижных элементов электромеханического преобразователя, то суммарное усилие, необходимое на перемещение подвижной втулки

18, очень мало,,что позволяет выполнить электромеханический преобразова- . тель таким, чтобы он имел габариты, необходимые для его размещения внутри усилителя. При этом динамика электромеханического преобразователя такова, что он обеспечивает пропускание частот возмущения без искажения амплитуды перемещения до 800-1000 Гц. Осевая длина электромеханического преобразователя может быть равна 6-7 мм, поэтому осевое увеличение усилителя незначительно.

Формула и з обретения

1. Электрогидравлический усилитель, содержащий распределительный золотник с поясками, соединенными штоком, размещенный в гильзе с образованием сливной и нагнетательной полостей, а также полостей управления, подключенных через дроссели к линии нагнетания, и электромеханический преобразователь в аиде набора капилля5 15360 ное натяжение ртути и она из набора

17 капилляров смещается в камеру 20, а освободившееся пространство заполняется электролитом из камеры 21. При этом изменяется равновесие сил, т,е.

5 в камере 20 увеличивается давление, а в камере 21 уменьшается на величину, пропорциональную напряжению. Набор 17 капилляров совместно с втулкой 10

18 начинает перемещаться по штоку 6 золотника 1 вправо до тех пор, пока разность давлений не уравновесится действием сил со стороны пружин 28 и 29. При смещении подвижной втулки

18 вправо уменьшается перекрываемая площадь радиального канала 25, а перекрываемая площадь радиального канала 26 увеличивается. В этом случае давление в полости 11 управления 20 уменьшается, а в полости 12 управления увеличивается, золотник 1 начинает двигаться вправо, выравнивая перекрываемые площади радиальных каналов

25, 26 и обеспечивая обратную связь 25 по положению, расход из линии 16 пос- . тупает в одну полость гидродвигателя и из другой идет на слив. Исполнитель. ный элемент гидродвигателя совместно с исполнительным элементом датчика

34 управления, смещаясь, обнуляет напряжение й0, при уменьшении которого поверхностное натяжение ртути в камере 20 уменьшается и она вновь входит в капилляры набора 17 капилляров, вытесняя электролит. Происходит уравновешивание сил, подвижные элементы электромеханического преобразователя совместно с подвижной втулкой

18 устанавливаются в нейтральное поло-„ жение.

Аналогично работает электрогидравлический усилитель при изменении знака Ж.

Работа электромеханического преобразователя обеспечивается относительно

45 нулевого напряжения U = -1,2 В, соответствующего середине ниспадающей ветви поверхностного натяжения ртути в функции рассогласования. Для подачи напряжения U служит датчик 35 нулевого уровня, сигнал с которого после усиления в электронном усилителе 36 при отсутствии напряжения с датчика

34 управления равен — 1,2 В. Подвиж» ные элементы электромеханического преобразователя совместно с подвижной втулкой 18 перемещаются на величину, пропорциональную этому напряжению, 1536080

Составитель С,Рождественский

Редактор И.Рыбченко Техред Л.Сердокова Корректор Т.Палий

Заказ 94 Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113 )35, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д i/5

Производственно-издательский комбинат "Патент" „г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ров, размещенного на подвижном элементе с образованием камер, одна из которых заполнена ртутью и связана с отрицательным потенциалом источника электропитания, а другая заполнена

5 электролитом и соединена с нулевым потенциалом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, сокращения габаритов и массы, подвиж- 10 ный элемент выполнен в виде втулки, установленной на штоке золотника, в котором выполнены со стороны каждой полости управления осевой канал и соединенные с ним радиальные каналы, один из которых сообщен с одной из полостей управления, а другой размещен с возможностью взаимодействия с одним торцом втулки, при этом электромеханический преобразователь снабжен полым кольцевым корпусом, охватывающим камеры с ртутью и электролитом и закрепленным в гильзе концентрично подвижной втулке.

2. Усилитель по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что электромеханический преобразователь снабжен двумя пружинами, имеющими различные предварительные усилия, размещенными каждая в одной из камер и опертыми с одной стороны на набор капилляров, а с другой — на внутреннюю поверхность полого корпуса.