Бесштоковый позиционный магнитопневматический привод

 

Изобретение м.б. использовано в технологическом оборудовании различного назначения . Цель изобретения - повышение точности позиционирования путем исключения влияния сил сухого трения и повышение устойчивости работы.Гильзу 14 цилиндра 1 охватывает обойма 5. Поршень выполнен в виде двух колец 18 и 19 и расположенной между ними подвижной втулки 20, соединенной с ними сильфонами 21 и 22. На обойме 5 и втулке 20 установлены постоянные магниты 17 и 23. Полость 24, ограниченная внутренними поверхностями 25 и 26 гильз 14 и колец 18 и 19 и внешними поверхностями 27 сильфонов 21 и 22, заполнена вязкой жидкостью. Такое конструктивное выполнение цилиндра 1 способствует увеличению демпфирующих свойств привода и устранению влияния сил сухого трения на статические и динамические свойства привода. 2 ил. 23 27 ,2V Ё / VI 00 К О О ; 0U2.2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я F 15 В 11/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

21 27

23 27 2Ч

22 д б

2 1Ч

18

26 r Г

26

16

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4829092/29 (22) 28.05.90 (46) 07.05.92, Бюл. № 17 (71) Институт машиноведения им. А.А,Благонравова (72) Г.B,Êðåéíèí, И.Л,Кривц и Л.А;Смелов (53) 62-82(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11009922331100,, кКл, F 15 В 11/12, 1984. (54) БЕСШТОКОВЫЙ ПОЗИЦИОННЫЙ

МАГНИТОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИВОД (57) Изобретение м,б. использовано в технологическом оборудовании различного назначения. Цель изобретения — повышение точности позиционирования путем исключения влияния сил сухого трения и повыше-, „„5U ÄÄ 1732010 А1 ние устойчивости работы. Гильзу 14 цилиндра 1 охватывает обойма 5. Поршень выполнен в виде двух колец 18 и 19 и расположенной между ними подвижной втулки 20, соединенной с ними сильфонами

21 и 22. На обойме 5 и втулке 20 установлены постоянные магниты 17 и 23, Полость 24, ограниченная внутренними поверхностями

25 и 26 гильз 14 и колец 18 и 19 и внешними поверхностями 27 сильфонов 21 и 22, заполнена вязкой жидкостью. Такое конструктивное выполнение цилиндра 1 способствует увеличению демпфирующих свойств привода и устранению влияния сил сухого трения на статические и динамические свойства привода, 2 ил, 1732010

15

25

35

45

55

Изобретение относится к машиностроению, в частности к пневматическим исполнительным механизмам, и может быть использовано в технологическом оборудовании различного назначения, Целью изобретения является повышение точности позиционирования путем исключения влияния сил сухого трения и повышение устойчивости работы, На фиг,1 представлена принципиальная пневматическая схема привода; на фиг.2 — цилиндр.

Бесштоковый позиционный магнитопневма ический привод (фиг,1) содержит цилиндр 1 с установленным в нем с образованием рабочих полостей 2 и 3 поршень 4.

Подвижная обойма 5 охватывает снаружи цилиндр 1. Полости 2 и 3 подключены к напорному 6 и выхлопному 7 трубопроводам через пневмораспределитель 8. Обойма 5 жестко связана с зубчатой рейкой 9, Кроме того, привод содержит систему управления, включающую модель-наблюдатель 10, датчик 11 перемещения, взаимодействующий с рейкой 9 посредством зубчатого колеса 12, и программное устройство 13.

Сигнал х от датчика 11 и задающий сигнал Uý поступают на входы модели-наблюдателя 10 и программное устройство 13, С выхода модели-наблюдателя 10 на входы устройства 13 поступают также сигналы а A х и х, пропорциональные скорости и ускорению движения обоймы 5.

Цилиндр 1 (фиг.2) выполнен в виде гильзы 14 с двумя кромками 15 и 16, В подвижной обойме 5 расположены постоянные магниты 17, жестко связанные с ней. Поршень 4 выполнен в виде двух колец 18 и 19 и расположенной между ними подвижной втулки 20, соединенной с кольцами 18 и 19 посредством упругих элементов, например сильфонов 21 и 22. На втулке 20 расположены постоянные магниты 23 поршня 4, Полость 24, ограниченная внутренними поверхностями 25 и 26 гильзы 14 и колец 18 и 19 и внешними поверхностями 27 сильфонов 21 и 22, заполнена вязкой жидкостью, Бесштоковый позиционный магнитопневматический привод работает следуюшим образом, При поступлении на входы устройства

13 и модели-наблюдателя 10 задающего сигнал U> возникает сигнал рассогласования, который пропорционален разности между координатой заданной позиции и суммой, состоящей из текущей координаты х обоймы 5, ее скорости х и ускорения х, Например, при положительном рассогласовании обойма 5 должна совершать движение слева направо(по фиг.1), При этом пневмораспределитель 8 сообщает рабочую полость 2 с трубопроводом 6, а рабочую полость 3 — с трубопроводом 7. В результате возникающего перепада давлений поршень

4 движется вправо, перемещая обойму 5 в том же направлении за счет взаимодействия постоянных магнитов 23, расположенных на втулке 20, и магнитов 17, установленных на обойме 5, По мере приближения к заданной позиции происходит уменьшение сигнала рассогласования, в результате чего пневмораспределитель 8 начинает возвращаться в исходную (среднюю) позицию, уменьшая тем самым перепад давлений в рабочих полостях 2 и 3. Остановка обоймы 5 в заданной позиции происходит при равенстве движущей силы от перепада давлений силам сопротивления движению.

Выполнение поршня в виде сочетания двух колец 18 и 19, соединенных с втулкой

20 посредством двух сильфонов 21 и 22 позволяет практически полностью устранить влияние сил сухого трения в цилиндре 2 на статические и динамические свойства привода, что приводит к повышению точности.

Это связано с тем, что при подходе к заданной позиции, когда сила от перепада давлений становится меньше сил сухого трения между кольцами 18 и 19 и гильзой 14, перемещения втулки 20 с магнитами 23 осуществляется только с помощью сильфонов 21 и

22, Вязкая жидкость, заполняющая полость

24, способствует увеличению демпфирующих свойств привода, что приводит к повышению устойчивости его работы, Технико-зкономическая эффективность от применения предлагаемой конструкции вытекает из положительного эффекта: повышение точности позиционирования и устойчивости работы привода дает возможность расширить его область применения по сравнению с известными бесштоковыми позиционными магнитопневматическими приводами.

Формула изобретения

Бесштоковый позиционный магнитопневматический привод, содержащий цилиндр с обоймой и установленным в нем с образованием рабочих полостей поршнем, постоянные магниты, расположенные на поршне и обойме, систему управления, включающую модель-наблюдатель и датчик перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования путем исключения влияния сил сухого трения и повышения устойчивости работы, поршень выполнен в виде двух колец и расположенной между ними подвижной втулки, 1732010

Составитель В. Коваль

Техред М.Моргентал Корректор С. Шевкун

Редактор Л. Волкова

Заказ 1567 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 соединенной с кольцами посредством упругих элементов, при этом постоянные магниTbl поршня связаны с втулкой, а полость, ограниченная внутренними поверхностями

5 цилиндра, колец и внешними поверхностями упругих элементов, заполнена вязкой жидкостью.