Способ регулирования углового положения корпуса вращающегося электрогидравлического нагружателя в замкнутом контуре и устройство для его осуществления

 

Использование: применяется в испытательной технике, в частности в испытательных стендах с замкнутым контуром. Сущность изобретения: в результате использования способа достигается повышение ресурса работы системы регулирования крутящего момента в ветвях замкнутого контура. Это достигается тем, что угловое положение корпуса вращающегося нагружателя в замкнутом контуре определяют относительно противоположного нагружателю конца одной из ветвей замкнутого контура, при этом один из датчиков угла поворота имеет кинематическую связь с тем концом одной из ветвей замкнутого контура, который противоположен нагружателю. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и применимо, в частности, для испытательных стендов, представляющих собой замкнутый контур с вращающимся электрогидравлическим нагружателем, с помощью которого создают крутящий момент в этом контуре, при этом для правильной работы вращающегося нагружателя, регулируют угловое положение его корпуса.

Известен способ регулирования углового положения корпуса вращающегося электрогидравлического нагружателя в замкнутом контуре, при котором определяют текущее значение углового положения корпуса вращающегося электрогидравлического нагружателя и корректируют в соответствии с этим значением отклонения крутящий момент в ветвях замкнутого контура.

Известно устройство для осуществления данного способа, содержащее систему регулирования крутящего момента в ветвях замкнутого контура, которая включает в себя датчики крутящего момента, подключенные к блоку определения среднего положения их показаний, а также датчики угла поворота подключенные к блоку определения полуразности их показаний и имеющего два противофазных выхода, причем один из датчиков угла поворота имеет кинематическую связь с корпусом вращающегося электрогидравлического нагружателя.

Недостатком известных способа и устройства является то, что датчики угла поворота подсоединены к вращающемуся нагружателю со стороны подвода рабочей жидкости и находятся в закрытом масляном объеме, в связи с чем требуются дополнительные конструктивные решения для осуществления герметичности, съема информации с датчиков, а также осуществления их профилактического обслуживания.

Такое решение понижает уровень надежности, а, следовательно, и ресурс работы системы регулирования крутящего момента в ветвях замкнутого контура.

Целью изобретения является повышение ресурса работы системы регулирования крутящего момента в ветвях замкнутого контура.

Эта цель достигается тем, что угловое положение корпуса вращающегося нагружателя в замкнутом контуре определяют относительно противоположного нагружателя конца одной из ветвей замкнутого контура.

При этом устройство для осуществления данного способа содержит систему регулирования крутящего момента в ветвях замкнутого контура, которая оснащена датчиком угла поворота, имеющим кинематическую связь с тем концом одной из ветвей замкнутого контура, который противоположен нагружателю.

Существенными признаками заявляемого решения являются по способу: операции которые заключаются в том, что определяют текущее значение углового положения корпуса вращающегося электрогидравлического нагружателя и корректируют в соответствии с этим значением положения крутящий момент в ветвях замкнутого контура, это общие признаки с прототипом, от которого заявляемое решение отличается тем, что угловое положение корпуса упомянутого нагружателя определяют относительно противоположного нагружателя конца одной из ветвей замкнутого контура, что позволяет сделать вывод о соответствии решения критерию "новизна" по способу; по устройству: наличие системы регулирования крутящего момента в ветвях замкнутого контура, которая включает в себя датчики крутящего момента, подключенные к блоку определения среднего значения их показаний, а также датчики угла поворота, подключенные к блоку определения полуразности их показаний и имеющего два противофазных выхода, причем один из датчиков угла поворота имеет кинематическую связь с корпусом вращающегося электрогидравлического нагружателя. От прототипа заявляемое решение отличает то, что один из датчиков угла поворота имеет кинематическую связь с тем концом одной из ветвей замкнутого контура, который противоположен нагружателю. Это позволяет сделать вывод о соответствии решения критерию "новизна".

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Электродвигатель 1 соединен с замкнутым контуром, который образован передним редуктором, состоящим из шестерен 2 и 3, сидящих на валах, которые также соединены соответственно с датчиками 4 и 5 крутящего момента, промежуточной опорой 6, технологическими карданными валами 7 и 8, кареткой 9 с гидроприводом 10 возвратно-поступательного движения, испытуемыми карданными передачами 11 и 12 с опорами 13 и 14, а также вращающимися электрогидравлическими нагружателями, корпуса 15 и 16 которых имеют зубчатые венцы и находятся в зацеплении друг с другом, а лопасти 17 и 18 этих нагружателей соединены соответственно с карданными передачами 11 и 12. Управляются эти нагружатели соответственно сервоклапанами 19 и 20. Зубчатый венец корпуса 15 также находится в зацеплении с шестерней 21, вал которой соединен с датчиком 22 угла поворота. Другой датчик 23 угла поворота соединен с торцом вала, на котором сидит шестерня 3. Датчики 4 и 5 крутящего момента подключены на вход блока 24 вычисления полусуммы их показаний. Выход блока 24, как обратная связь по среднему значению крутящих моментов ветвей замкнутого контура, подключен на вход регулятора 25 крутящего момента, другой вход которого подключен к устройству задания крутящего момента. Выход регулятора 25 подключен на входы регулятора 26 и 27 второго канала. Второй вход регуляторов 26 и 27 подключены каждый к своему выходу блока 28 определения углового отклонения корпуса вращающегося электрогидравлического нагружателя. Сигналы на этих выходах блока 28 равны между собой, противофазны и пропорциональны полуразности показаний датчиков 22 и 23 угла поворота, каждый из которых подключен на вход блока 28. Выходы регуляторов 26 и 27 подключены соответственно к сервоклапанам 19 и 20, вращающихся электрогидравлических нагружателей.

При проведении испытаний карданных передач 11 и 12 электродвигателем 1 осуществляется заданная частота вращения, каретка 9 с помощью гидропривода 10 отрабатывает задание по углу в шарнирах испытуемых карданных передач с вращающимися электрогидравлическими нагружателями в соответствии с регулирующими сигналами сервоклапанов 19 и 20 этих нагружателей, отрабатывается задание по крутящему моменту в ветвях замкнутого контура. Корпуса 15 и 16 вращающихся нагружателей находятся в зацеплении друг с другом, следовательно, они вращаются синхронно и синфазно. Эти корпуса по отношению к своим лопастям смещаются. Это происходит от того, что при одном и том же управляющем сигнале на сервоклапане в одноименных полостях между лопастью и корпусом в каждом нагружателе будет не одинаковое давление из-за неодинаковости гидравлических и электрических параметров этих нагружателей. Следовательно, возникает перепад давления, который неизбежно заставляет двигаться корпуса 15 и 16 относительно своих лопастей 17 и 18 и, если это движение не остановить, то один из корпусов упирается своим внутренним выступом в лопасть и нагрузку в замкнутом контуре создает только один нагружатель.

Это приводит к тому, что задание по крутящему моменту не будет отработано. Чтобы этого избежать, по предлагаемому решению непрерывно сравнивают угловые показания датчиков 22 и 23.

Показания датчика 22 характеризует угловое положение при вращении корпусов 15 и 16, а показание датчика 23 угловое положение при вращении конца ветви замкнутого контура. Показание датчика 23 меняться не будет, так как конец ветви к которой он подсоединен не испытывает углового отклонения (деформации) при вращении. Таким образом появление разностного сигнала датчиков 22 и 23 на входе блока 28 говорит об изменении углового положения корпуса вращающегося электрогидравлического нагружателя. В соответствии с этим изменением блок 28 вырабатывает на своем выходе два противофазных сигнала, которые используются системой регулирования для корректировки крутящего момента в ветвях замкнутого контура.

Эта система регулирования работает следующим образом.

Регулятор 25 крутящего момента принимает сигнал задания по крутящему моменту и, как обратную связь, сигнал от блока 24, который пропорционален среднему значению показаний датчиков 4 и 5 крутящего момента. Сигнал выхода регулятора 25 поступает, как задание на входы регуляторов 26 и 27 второго каскада регулирования, которые приводят в действие соответствующие сервоклапаны 19 и 20 для изменения крутящего момента с помощью вращающихся нагружателей в соответствующих ветвях замкнутого контура. Уровень крутящего момента будет изменяться под действием обоих нагружателей на заданную величину. Угловые сигналы датчиков 22 и 23 используются для ввода в линию управления сервоклапанами в случае возникновения какого-либо расхождения показаний этих датчиков. Блок 28 определения углового отклонения корпуса вращающегося нагружателя выдает на свой выход два противофазных сигнала пропорциональных полуразности показаний датчиков 22 и 23. Эти сигналы обратно подаются в систему регулирования сервоклапанами 19 и 20 таким образом, что блок 28 будет выдавать нулевой сигнал, когда угловое отклонение корпуса вращающегося нагружателя будет тоже нулевым. При любом угловом отклонении корпуса, вращающегося нагружателя на входе регуляторов 26 и 27 появляется сигнал, усиливающий или понижающий воздействие на сервоклапаны 19 и 20 в достаточной степени, чтобы обеспечить нулевую разность показаний датчиков 22 и 23.

Таким образом корректируют крутящий момент в ветвях замкнутого контура в функции углового положения корпуса вращающегося нагружателя.

Использование предлагаемых способа и устройства позволяет вынести датчики углового положения из масляного вращающегося объема и разместить их в легко доступной зоне, что значительно облегчает их обслуживание и приводит к существенным конструктивным упрощениям. Причем измеряют не угловое отключение лопастей нагружателя относительно его корпуса, а непосредственно отклонение этого корпуса относительно конца одной из ветвей замкнутого контура. Так как корпус вращающегося нагружателя имеет существенную инерцию, а силы вызывающие его перемещение имеют практически постоянное значение, то в сигнале датчика угла поворота корпуса нагружателя отсутствует частотный сигнал, что позволяет упростить систему регулирования.

Формула изобретения

1. Способ регулирования углового положения корпуса вращающегося электрогидравлического нагружателя в замкнутом контуре, при котором определяют текущее значение углового положения корпуса вращающегося электрогидравлического нагружателя и корректируют в соответствии с этим значением положения крутящий момент в ветвях замкнутого контура, отличающийся тем, что угловое положение корпуса упомянутого нагружателя определяют относительно противоположного нагружателю конца одной из ветвей замкнутого контура.

2. Устройство для регулирования углового положения корпуса вращающегося электрогидравлического погружателя в замкнутом контуре, содержащее систему регулирования крутящего момента в ветвях замкнутого контура, которая включает в себя датчики крутящего момента, подключенные к блоку определения среднего значения их показаний, а также датчики угла поворота, подключенные к блоку определения полуразности их показаний, имеющему два противофазных выхода, причем один из датчиков угла поворота имеет кинематическую связь с корпусом вращающегося электрогидравлического нагружателя, отличающееся тем, что один из датчиков угла поворота имеет кинематическую связь с тем концом одной из ветвей замкнутого контура, который противоположен нагружателю.

РИСУНКИ

Рисунок 1