Гидравлический преобразователь

 

Изобретение относится к гидравлическим преобразователям перемещения и усилия. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Для этого механизм 3 преобразования выполнен в виде корпуса 4 с кольцевыми крышками 5, 6, в которых размещены втулки 9, 10 с фланцами 11 - 14. Между фланцами 11, 12 расположен перфорированный ступенчатый диск 15, жестко скрепленный с тягой 1. Диск 15, втулки 9, 10 и крышки 5, 6 герметично связаны сильфонами 16-21. В результате повышается точность преобразования и исключается влияние инерционных сил на датчик при произвольном движении модели. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

78

17

Фиг. 7 (21) 4462229/40-29 (22) 20.05.88 (46) 23.11.90, Бюл. N 43 (72) Д.Д.Ямпольский и С.Г.Субоч (53) 62-333(088.8) (56) Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. — М.; Наука, т,2, 1979, с.302, мех.1216. (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к гидравлическим преобразователям перемещения и усилия. Цель изобретения — повышение точ1

„„5U „„1608373 А1 ности преобразования, Для этого механизм

3 преобразования выполнен в виде корпуса

4 с кольцевыми крышками 5, 6, в которых размещены втулки 9, 10 с фланцами 11 — 14.

Между фланцами 11, 12 расположен перфорированный ступенчатый диск 15, жестко скрепленный с тягой 1, Диск 15, втулки 9, 10 и крышки 5, 6 герметично связаны сильфонами 16 — 21, В результате повышается точность преобразования и исключается влияние инерционных сил на датчик при и роизвольном движении модели. 1 э.п.ф-лы, 2 ил.

1608373

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам, преобразующим перемещения и усилие.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

На фиг,1 представлена конструктивная схема гидравлического преобразователя; на фиг.2 — вариант с повышенной объемной жесткостью и устойчивостью сильфонов.

Гидравлический преобразователь содержит два соосные тяги 1 и 2, и механизм

3 преобразования, Последний выполне» в виде корпуса 4 с крышками 5 и 6, в которых выполнены центральные отверстия 7 и 8, втулками 9 и 10, размещенными с возмож»»остью перемещения в отверстиях 7 и 8 крышек 5 и 6 и снабженными большими

11,12 и малыми 13,14 фланцами, первые 11 и 12, иэ которых расположены внутри корпуса 4, а вторые 13 и 14 — снаружи, перфорированным ступенчатым диском 15, расположенным между большими фланцами 11 и 12, и сильфонами 16 — 21, расположенными попарно симметрично по обе стороны диска 15. Первая тяга 1 размещена с возможностью перемещения внутри втулки 9 и жестко связана с диском 15, вторая тяга 2 жестко связана с фланцем 14 втулки

10. Фланцы 12 и 13 жестко связаны между собой стержнями 22, размещенными в отверстиях диска 15. Одна пара сильфонов

16,17 герметично связывает внешний контур диска 15 с крышками 5 и 6, вторая пара

18,19 расположена внутри первых 16,17 и герметично связывает диск 15 с наружными контурами фланцев 11 и 12, а третья пара

20,21 — контуры фланцев 13 и 14 и отверстий крышек 5,6. Сильфоны 16, 18 и 20, втулка 9 и диск 15 образуют полость А, сильфоны 17, 19 и 21, втулка 10 и диск 15 образуют полость Б. Обе полости А,Б заполнены рабочей жидкостью, В более жестком и устойчивом варианте (фиг.2, для повышенных нагрузок) тяга 1 размещена внутри обеих втулок 9 и 10 и снабжена дополнительными жестко связанными с ней дисками 22 и 23, а механизм 3 преобразования снабжен дополнительными сильфонами 24 и 25, герметично связывающими контуры фланцев 13 и 14 и дисков

22 и 23. Сильфоны 18, 19, 24 и 25 и втулки 9 и 10 образуют полость B. Сильфоны 16 и 17, корпус 4 и крышки 5 и 6 образуют полость

Г. Полости В и Г заполнены рабочей жидкостью, Для пояснения принципа действия устройства (фиг.1) обозначим эффективные площади сильфонов 16 и 17 S, сильфонов

18 и 19 S2, а сильфонов 20 и 21 S3. Найдем соотношение между пГиращениями осевых смещений тяг 1 и 2.

Предположим, что крышка 12, свяэан5 ная с тягой 2, смещается вниз на величину

ЛХъ Тогда объем полости Б уменьшается на величину

Л Ч вЂ” — — Л Х1 »2 + Л Х153 (1 }

= Л Х1 (S3 S2}.

Поскольку изменение герметичного объема несжимаемой жидкости невозможно, диск 15, связанный с тягой 1, должен переместиться вверх на такую величину

15 ЛХ2, которая компенсирует изменение объема полости Б

Л Ч6 = ЛХ2(51 S2) (2)

Приравнивая выражения, стоящие в первых частях формул (1) и (2), получают

20 коэффициент передачи усилия

Л Х> S2 — S> S — 52

ЛХг Яз — S2 S2 — Бз

Для осуществления цели изобретения в принципе был бы достаточен конструктивный вариант, содержащий всего одну герметичную полость, заполненную жидкостью, либо полость А, либо полость Б, поскольку приведенные рассуждения совершенно идентичны для обеих полостей. Использование двух полостей позволяет обеспечить передачу знакопеременных усилий за счет поочередного сжатия жидкости в соответствующих полостях А или Б.

В случае использования лишь одной полости передача усилия в одну из сторон могла происходить лишь при разрежении в полости, не превышающем атмосферное, 40 после чего развивалась бы кавитация и нарушалось бы соотношение между усилиями на входе и выходе устройства.

Кроме того, при недифференциальной схеме возникают проблемы, связанные с

45 температурной стабильностью нулевого положения.

При больших нагрузках на преобразователь из-за отсутствия противодавления на сильфоны может произойти потеря устойчивости в поперечном сечении сильфонов, ведущая к порче устройства, Чтобы этого не случилось, предлагается использовать конструкци ю и реоб разо вателя, изображенную на фиг.2.

Заполнение жидкостью обьемов В и Г позволяет облегчить режим работы сильфонов за счет перераспределения нагрузок и

1608373 уменьшения перепадов давления по обе стороны сильфонов.

Предлагаемый гидравлический преобразователь обеспечивает соосное расположение входного и выходного штоков, 5 позволяет существенно увеличить точность преобразования и значительно снижает механический гистерезис.

Формула изобретения 10

1. Гидравлический преобразователь, содержащий две тяги и механизм преобразования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразова- 15 ния, механизм преобразования выполнен в виде корпуса с крышками, в которых выполнены центральные отверстия, втулками, размещенными с возможностью перемещения в отверстиях крышек и снабженными 20 большим и малым фланцами, первые из которых расположены внутри корпуса, а вторые — .снаружи, перфорированным ступенчатым диском, расположенным между большими фланцами втулок, и сильфона- 25 ми, расположенными попарно симметрично по обе стороны диска, тяги расположены соосно, первая из них размещена с возможностью перемещения внутри первой втулки и жестко связана с диском, вторая жестко связана с малым фланцем второй втулки, а большие фланцы втулок жестко связаны между собой стержнями, размещенными в отверстиях диска, при этом одна пара сильфонов установлена на внешнем контуре диска и крышках, а сильфоны второй пары расположены внутри первых и герметично установлены нэ диске и наружных контурах больших фланцев, а третья пара — на контуре малых фланцев и отверстиях крышек.

2. Преобразователь по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения объемной жесткости и устойчивости сильфонов, первая тяга размещена в обеих втулках и снабжена жестко с ней связанными дополнительными дисками, расположенными снаружи корпуса, а механизм преобразования снабжен дополнительными сильфонами, герметично связывающими контуры малых фланцев и дополнительных дисков.