Гидравлический позиционный привод


 


Владельцы патента RU 2458261:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к гидроприводам исполнительных механизмов. Привод содержит напорную и сливную гидролинии, гидродвигатель с выходным звеном, кинематически связанным с крановым распределителем, управляемым распределителем грубого отсчета, датчик грубого отсчета, гидроуправляемый клапан, установленный в сливной гидролинии, и распределитель гидроуправляемого тормоза, при этом привод снабжен распределителем с электромагнитным управлением, установленным в напорной гидролинии, и трехпозиционным распределителем с гидроуправлением, один вход и первый управляющий элемент которого соединены посредством гидролиний с выходом распределителя с электромагнитным управлением, другой вход трехпозиционного распределителя соединен со сливной гидролинией гидродвигателя, а второй его управляющий элемент связан с выходом кранового распределителя, который своим входом соединен с выходом распределителя грубого отсчета, подключенного входом к напорной гидролинии, при этом выход трехпозиционного распределителя связан с заклапанной полостью гидроуправляемого клапана, а крановый распределитель снабжен кинематически связанным с ним автономным задатчиком перемещения. Технический результат - повышение точности позиционирования. 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к гидроприводам исполнительных механизмов, и может быть использовано в станкостроении для технологического оборудования, например для поворотно-делительных механизмов металлорежущих станков.

Известен привод (см. Авт. Свид. СССР №307207, F15B 15/20, 1969 г.), который может быть использован в станкостроении для безупорной остановки исполнительного органа в заданной координате. Недостатками этого устройства являются сложность схемы привода, низкая скорость подхода исполнительного органа к заданной координате и недостаточная точность позиционирования.

В качестве прототипа выбран гидропривод (см. Авт. Свид. СССР SU 1418512, F15B 11/12, Бюллетень №31, 23.08.88), который для достижения точности, быстродействия и надежности устройства путем предварительного торможения снабжен дополнительной гидролинией, сообщающей управляющую полость клапана с входной линией кранового распределителя. Однако этот гидропривод имеет ряд недостатков по сравнению с предлагаемым решением. В организации позиционного цикла участвуют различные управляющие устройства. При разгоне - распределители 6, 16, при этом клапан 20, оставаясь подпорным, создает противодавление, препятствующее эффективному разгону гидродвигателя. Разгон осуществляется с задержкой во времени, обусловленной повышением давления в напорной полости гидродвигателя 3 до рабочего. Противодавление, создаваемое клапаном 20, повышает достигаемое противодавление на входе. При замедлении - давление клапана 20 на участке замедления определяется предварительной настройкой пружины и давлением в напорной полости гидродвигателя. Возможности управления замедлением «на ходу» отсутствуют. При останове по команде от кранового распределителя 5 срабатывает распределитель 10, включая механический тормоз 7 с задержкой, обусловленной нестабильностью крутящего момента от сил трения дисков, а также вызывая существенный нагрев. Учитывая нестабильность процесса трения и постоянную жесткость пружины 8, не представляется возможным эффективно управлять процессом останова. В данных условиях контур гидравлического управления разветвленный (большие объемы в каналах управления, потери энергии), что сказывается на быстродействии в процессе позиционирования. Применение в известном схемотехническом решении распределителя 6, обеспечивающего реверсивность привода, нецелесообразно, поскольку для поворотно-делительных механизмов технологического оборудования, таких как поворотные столы, револьверные головки и т.д., поворот исполнительного механизма достаточно осуществлять в одном направлении во избежание возникающих разносторонних динамических нагрузок (удары в ППМ - люфты, зазоры), к тому же наличие распределителя приводит к уменьшению быстродействия системы (дополнительное местное сопротивление, время срабатывания, переключение распределителя в другую позицию и т.д.).

Целью изобретения является повышение точности позиционирования, надежности и быстродействия привода за счет обеспечения стабильной точности выбега вала гидродвигателя при максимальном быстродействии. Техническая цель изобретения достигается тем, что в гидравлическом позиционном приводе, содержащем напорную и сливную гидролинии, гидродвигатель с выходным звеном, кинематически связанным с крановым распределителем, управляемым распределителем грубого отсчета, датчик грубого отсчета, гидроуправляемый клапан, установленный в сливной гидролинии, и распределитель гидроуправляемого тормоза, привод снабжен распределителем с электромагнитным управлением, установленным в напорной гидролинии, и трехпозиционным распределителем с гидроуправлением, один вход и первый управляющий элемент которого соединены посредством гидролиний с выходом распределителя с электромагнитным управлением, другой вход трехпозиционного распределителя соединен со сливной гидролинией гидродвигателя, а второй его управляющий элемент связан с выходом кранового распределителя, который своим входом соединен с выходом распределителя грубого отсчета, подключенного входом к напорной гидролинии, при этом выход трехпозиционного распределителя связан с заклапанной полостью гидроуправляемого клапана, а крановый распределитель снабжен кинематически связанным с ним автономным задатчиком перемещения.

На чертеже приведена принципиальная гидрокинематическая схема предлагаемого гидравлического позиционного привода.

Гидравлический позиционный привод в своем составе содержит силовой контур и контур управления. Силовой контур включает напорную 1, сливную 2 гидролинии, гидродвигатель 3 с выходным звеном 4, кинематически связанный с крановым распределителем 5 с поворотной и установочной втулками с окнами, автономный задатчик перемещения 6, гидроуправляемый тормоз 7, размещенный с возможностью взаимодействия с выходным звеном 4 гидродвигателя 3 и подключенный к распределителю 8 с электромагнитным управлением, и бак 9.

Многофункциональное гидромеханическое управляющее устройство в составе контура управления включает гидроуправляемый клапан 10, распределитель 17 с электромагнитным управлением, управляющий трехпозиционным распределителем 14 с гидроуправлением, и распределитель 8 гидроуправляемого тормоза 7.

Гидроуправляемый клапан 10 своей заклапанной полостью 11 связан посредством гидролинии 12 с выходом 13 трехпозиционного распределителя 14, а также с фильтром 15 и теплообменным аппаратом 16.

Распределитель 17 с электромагнитным управлением, установленный в напорной гидролинии 1, соединен на выходе гидролинией 18 со входом 19 трехпозиционного распределителя 14 и линией 20 с управляющим элементом 21 трехпозиционного распределителя 14, вход 22 которого соединен гидролинией 23 со сливной гидролинией 2. Управляющий элемент 24 трехпозиционного распределителя 14 связан гидролинией 25 с выходом кранового распределителя 5, вход которого соединен с выходом распределителя грубого отсчета 26, вход которого подключен к напорной гидролинии 1. Распределитель 17 с электромагнитным управлением снабжен датчиком грубого отсчета 27. Угловые координатные перемещения выходного звена 4 обеспечивает гидродвигатель 3 (через передаточно-преобразующий механизм), управляемый крановым распределителем 5, кинематически связанным с валом гидродвигателя 3. Положение гидроуправляемого клапана 10 определяется уровнем управляющего давления, подводимого в его заклапанную полость 11 и формируемого трехпозиционным распределителем 14.

Положение золотника трехпозиционного распределителя 14 определяется управляющими сигналами в гидравлических линиях связи 20 и 25 его управления соответственно от распределителей 17 и 5 при совмещении рабочих окон втулок кранового распределителя 5. Очередное угловое перемещение выходного звена 4 задается автономным задатчиком перемещения 6. При подаче сигнала (после отработки рабочего движения) на электромагнит распределителя 17 жидкость поступает к трехпозиционному распределителю 14, обеспечивая гидравлический сигнал линии 18 и подвод этого сигнала в заклапанную полость 11 гидроуправляемого клапана 10, открывая его. При этом обеспечивается разгон гидродвигателя 3 до максимальной скорости. Система управления (счетчик или программируемый контроллер и датчик грубого отсчета 27) следит за поворотом вала гидродвигателя 3 при прохождении «точки замедления» и отключает электромагнит распределителя 17. Гидроуправляемый клапан 10 переходит в режим подпорного клапана. Противодавление на сливной гидролинии 2 гидродвигателя 3 увеличивается, а скорость вращения его вала уменьшается.

Распределитель грубого отсчета 26 управляет крановым распределителем 5. За один оборот поворотной втулки кранового распределителя 5 до «останова» включается электромагнит распределителя грубого отсчета 26. При движении с замедлением происходит совмещение рабочих окон втулок кранового распределителя 5, что соответствует координате, заданной автономным задатчиком перемещения 6. В гидролинии 25 формируется сигнал управления, переключающий трехпозиционный распределитель 14. При этом давление в заклапанной полости 11 гидроуправляемого клапана 10 уменьшается, и он закрывается под действием пружины, перекрывая слив. Гидродвигатель 3 останавливается. В момент «останова» гидродвигателя 3 срабатывает распределитель 8 гидроуправляемого тормоза 7, что обеспечивает фиксацию выходного звена 4 гидродвигателя 3.

Автономный задатчик перемещения 6 адаптирует гидравлический привод к меняющимся скоростным характеристикам, обеспечивает смещение координаты позиционирования в зависимости от скорости подхода к координате. Датчик грубого отсчета 27 дает информацию о скорости подхода к координате, а электронная система управления обеспечивает согласование сигналов датчика грубого отсчета 27 и автономного задатчика перемещения 6. Автономный задатчик перемещения 6 - устройство, управляющее поворотной втулкой кранового распределителя 5 и корректирующее момент совмещения его рабочих окон при подходе к координате позиционирования. В качестве автономного задатчика перемещения 6 может быть использован шаговый электродвигатель.

Измерение величины перемещения выходного звена 4 гидродвигателя 3 осуществляется в заявляемом приводе по 2 отсчетной системе - грубого и точного отсчета.

Система грубого отсчета (распределитель грубого отсчета 26, распределитель 17 с электромагнитным управлением и датчик грубого отсчета 27) фиксирует количество дискрет, соответствующих количеству оборотов поворотной втулки кранового распределителя 5, имеющего кинематическую связь с гидродвигателем 3.

Распределитель грубого отсчета 26 - это устройство, включение которого происходит в момент подачи сигнала на его управляющий элемент (электромагнит). Датчик грубого отсчета 27 представляет собой дискретный датчик, срабатывающий на каждом обороте поворотной втулки кранового распределителя 5.

Сигнал от датчика грубого отсчета 27 поступает в систему управления, которая обрабатывает его и преобразует в управляющее воздействие для автономного задатчика перемещения 6. Данная задача решается на базе программируемого логического контроллера.

Система точного отсчета перемещения срабатывает при совмещении рабочих окон втулок кранового распределителя 5 в пределах заданной угловой дискреты. Например, для прототипа привода - координатно-сверлильного станка поворотно-делительного стола при обработке большого количества отверстий в деталях типа «фланец» угловая дискрета перемещения составляет 15°, а возможные угловые координаты - 45°, 60°, 75°, 90° и др.

Предлагаемый привод может найти применение в станкостроении, например для поворотно-делительных механизмов металлорежущих станков (револьверные головки, поворотные столы).

Гидравлический позиционный привод, содержащий напорную и сливную гидролинии, гидродвигатель с выходным звеном, кинематически связанным с крановым распределителем, управляемым распределителем грубого отсчета, датчик грубого отсчета, гидроуправляемый клапан, установленный в сливной гидролинии, и распределитель гидроуправляемого тормоза, отличающийся тем, что привод снабжен распределителем с электромагнитным управлением, установленным в напорной гидролинии, и трехпозиционным распределителем с гидроуправлением, один вход и первый управляющий элемент которого соединены посредством гидролиний с выходом распределителя с электромагнитным управлением, другой вход трехпозиционного распределителя соединен со сливной гидролинией гидродвигателя, а второй его управляющий элемент связан с выходом кранового распределителя, который своим входом соединен с выходом распределителя грубого отсчета, подключенного входом к напорной гидролинии, при этом выход трехпозиционного распределителя связан с заклапанной полостью гидроуправляемого клапана, а крановый распределитель снабжен кинематически связанным с ним автономным задатчиком перемещения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области пневмоавтоматики и может быть использовано в приводах технологического оборудования и промышленных роботов. .

Изобретение относится к области гидроавтоматики, в частности к системам управления различных, преимущественно, летательных, аппаратов. .

Изобретение относится к прецизионному машиностроению, а конкретно к позиционирующей и виброизолирующей системе, которая может быть использована в технологическом и исследовательском оборудовании: в системах адаптивной оптики, в установках ионной, электронной, рентгеновской и оптической литографии, в координатно-измерительных машинах, в сканирующих зондовых микроскопах, в оборудовании для механообработки и др.

Изобретение относится к техническим средствам автоматизации и может быть использовано в пневматических системах автоматического управления. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в приводных устройствах технологического оборудования. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к электрогидравлическим шаговым приводам, и может быть использовано для создания различных механизмов, транспортных средств.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано и в других областях, а именно в приводах для передачи тягового усилия перемещаемому объекту.

Изобретение относится к техническим средствам автоматизации и может быть использовано в пневматических и гидравлических системах автоматического управления. .

Изобретение относится к области гидроавтоматики и может быть использовано для испытаний цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) гидравлического типа. .

Изобретение относится к области гидроавтоматики и может быть использовано в приводах исполнительных органов ракет и других летательных аппаратов. .

Изобретение относится к механизмам переключения передач в трансмиссиях транспортных средств

Гидропривод предназначен для управления летательными аппаратами. Гидропривод содержит корпус 1, представляющий собой статор неполноповоротного исполнительного гидродвигателя. Корпус 1 снабжен крышкой 2 статора гидродвигателя. В расточке 3 корпуса 1 с образованием рабочих полостей 4 и 5 установлены ротор 6 гидродвигателя с валом 7 и поворотной лопастью 8, разделитель 9 рабочих полостей 4, 5. Разделитель 9 крепится к внутреннему торцу расточки 3 корпуса 1 с помощью штифтов 10. Вал 7 имеет продольные каналы 16 для подвода рабочей жидкости в полости 4, 5 от торца 17, служащего основанием гидрораспределителя. Гидрораспределитель расположен в соединенной со сливной линией 32 расточке корпуса 1 и включает торец 17 в качестве основания, крышку 18 и поворотный плоский золотник 19. Крышка 18 жестко, а плоский золотник 19 с возможностью поворота закреплены к торцу 17 вала 7 с помощью ввинченного в ротор 6 болта 20. Распорная шайба 21, установленная на пояске болта 20, служит осью поворота для золотника 19. Болт 20 имеет канал 29, соединенный с напорной линией 30. Через пакет сопряженных болтом 20 частей 17-19 гидрораспределителя проходят два сквозных отверстия 22, соосные каналам 16 и соединенные с ними. В золотнике 19 в отверстия 22 установлены втулки 23, а в крышке 18 имеют заглушки 24, закрывающие отверстия 22 со стороны, противоположной каналам 16. Втулки 23 разделяют кольцевые канавки 25 на обоих торцах золотника 19 на напорный 26 и сливной 27 секторы. Подпружиненный поршень 41 выполнен с коническим хвостовиком 42, вокруг которого в радиальных отверстиях 43 вала 7 установлены шаровые фиксаторы 44 с возможностью взаимодействия с лунками 45 в крышке 2. Технический результат - уменьшение массогабаритных показателей гидропривода в целом и издержек его производства, с одновременным повышением КПД, увеличением диапазона углов поворота вала до 240°, а также надежность автоматической фиксации вала в нулевом положении при хранении и транспортировании в составе основного изделия. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Система, поворотное устройство, устройство вращения, способ и контроллер для управления системой предназначены для перемещения нагрузки из одного положения в другое. Система включает гидроусилитель, посредством которого генерируются суммарные усилия, действующие на нагрузку, по меньшей мере, одну рабочую камеру, работающую по принципу вытеснения и расположенную в указанном гидроусилителе, один контур подпитки высокого давления и один контур подпитки низкого давления, управляющий контур, посредством которого к одной из рабочих камер могут быть по очереди подключены по одному из вышеупомянутых контуров подпитки высокого и низкого давления, при этом управляющий контур содержит для каждой предопределенной камеры управляемые интерфейсы управления, посредством которых подключение к контуру подпитки высокого давления или низкого давления может быть открыто или закрыто, причем каждая рабочая камера способна генерировать силовые составляющие, которые соответствуют давлениям контуров подпитки, подключаемых к указанной рабочей камере, а каждая силовая составляющая создает по меньшей мере одну из вышеупомянутых суммарных сил, отдельно или совместно с силовыми составляющими, вырабатываемыми другими рабочими камерами указанного гидроусилителя. Технический результат - снижение энергопотерь. 5 н. и 40 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к трансмиссии транспортного средства. Трансмиссия содержит первый и второй вращающиеся валы, первую и вторую пару находящихся в зацеплении зубчатых колес, каждая из которых содержит холостую шестерню, установленную с возможностью вращения на втором валу, один синхронизатор, выполненный с возможностью смещения вдоль второго вала между первым и вторым положениями зацепления, в которых он фиксирует одну из холостых шестерен на втором валу посредством нейтрального положения и гидравлический привод для смещения синхронизатора. Привод содержит цилиндр (61) и поршень (65), выполненный с возможностью перемещения внутри цилиндра (61), разграничивая первую и вторую камеры (23, 24). Объем первой камеры (23) является наименьшим при нахождении привода в первом положении зацепления, а объем второй камеры (24) является наименьшим при нахождении привода во втором положении зацепления. Поршень (65) также ограничивает в цилиндре третью камеру (72), объем которой является наименьшим при нахождении привода (20; 20'; 21; 21') в нейтральном положении. Достигается упрощение конструкции устройства. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройства предназначены для контроля клапанов и потока газообразной среды в трубе. Пневматическое устройство содержит последовательно расположенные в продольном направлении первый вращающийся пластинчатый силовой привод (1), содержащий переднюю сторону (2), а также заднюю сторону (4), причем упомянутая передняя сторона (2) содержит вращающуюся головку (3), и второй вращающийся пластинчатый силовой привод (10), содержащий переднюю сторону (11), а также заднюю сторону; причем каждый из упомянутых первого (1) и второго (10) силовых приводов обеспечен сжатым воздухом посредством промежуточного пневматического клапана, соединенного с двумя портами (7, 8; 14, 15) на каждом из упомянутых первом и втором силовых приводах. Устройство контроля для потока газообразной среды в трубе (31) содержит: по меньшей мере, один клапан (21), размещенный в трубе для контроля потока газообразной среды, проходящей в трубе (31), и, по меньшей мере, одно пневматическое устройство для контроля клапанов, причем последнее может быть соединено, соответственно, с одним клапаном (21), размещенным в трубе (31). Аппарат для синтеза или очищения радиоактивных элементов, выполненный с возможностью для размещения патрона одноразового использования и содержащий устройство контроля, управляющее вращением клапанов от первого заданного положения до второго заданного положения, при этом он содержит, по меньшей мере, одно пневматическое устройство для контроля клапанов. Технический результат - повышение надежности устройства и аппарата. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх