Прецизионный комплектный цифровой линейный гидропривод

Авторы патента:

Свешников Владимир Константинович (RU)

Иванов Геннадий Михайлович (RU)

Сазанов Игорь Иванович (RU)

Казанский Максим Андреевич (RU)

F15B9/03 - управляемые электрическими средствами

Владельцы патента RU 2498118:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к программируемым гидроприводам механообрабатывающего оборудования с числовым программным управлением. Гидропривод содержит одноштоковый силовой гидроцилиндр с позиционным датчиком обратной связи, гидрораспределитель с пропорциональным электромагнитом или задающим шаговым электродвигателем, при этом датчик выполнен работающим на принципе фотоэлектрического преобразования, кинематически связан со штоком гидроцилиндра через фрикционный ролик с магнитным бандажом и установлен соосно с роликом в эксцентричной втулке, обеспечивающей возможность регулирования натяга в сопряжении ролика со штоком. Технический результат - получение сквозного цифрового преобразования управляющих сигналов, упрощение конструкции и повышение надежности работы гидропривода. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к программируемым гидроприводам механообрабатывающего оборудования с ЧПУ (числовым программным управлением).

Прецизионный комплектный цифровой линейный гидропривод предназначен для программного управления перемещением рабочих органов гидрофицированного механообрабатывающего оборудования с ЧПУ.

Известны гидроприводы с линейными позиционными датчиками обратной связи, расположенными внутри гидроцилиндра в полом штоке (мод. СКМ фирмы Atos или IAC-R фирмы Bosch Rexroth).

Недостатками известных гидроприводов являются конструктивная сложность, необходимость использования исключительно датчиков, допускающих работу в среде минерального масла (потенциометрических, индукционных, магнитострикционных или магнитоакустических), затрудненность доступа к датчикам с целью их технического обслуживания, ремонта или замены. Кроме того, размещение датчика и соединительного кабеля в задней крышке цилиндра практически исключает возможность его закрепления с использованием задней проушины или существенно увеличивает габаритные размеры в специальных исполнениях. Имеется также опасность засорения магнитных элементов датчика металлическими частицами, имеющимися в масле.

Наиболее близкими к предложенному решению являются гидроприводы на базе гидроцилиндров типа CDM1 фирмы Bosch Rexroth (www.re 17002 CDM1.pdf), которые оснащаются измерительной системой CIAMS (Ceramax Integrated Absolute Measuring System), встроенной в переднюю крышку. Основу системы составляет магниторезистивный датчик, взаимодействующий со штоком, на котором под слоем керамического покрытия нанесены волнообразные риски синусоидальной формы. Недостатками этого решения являются ограниченная скорость перемещения (до 1,5 м/с), высокая трудоемкость изготовления специального штока и имеющаяся опасность отслаивания керамического покрытия.

Задачей изобретения является обеспечение сквозного цифрового преобразования управляющих сигналов, упрощение конструкции и повышение надежности работы гидропривода.

Технический результат: получение сквозного цифрового преобразования управляющих сигналов, упрощение конструкции и повышение надежности работы гидропривода.

Поставленная задача решается и технический результат достигается тем, что прецизионный комплектный цифровой линейный гидропривод содержит одноштоковый силовой гидроцилиндр с позиционным датчиком обратной связи, гидрораспределитель с пропорциональным электромагнитом или задающим шаговым электродвигателем, при этом новым является то, что датчик выполнен работающим на принципе фотоэлектрического преобразования, кинематически связан со штоком гидроцилиндра через фрикционный ролик с магнитным бандажом и установлен соосно с роликом в эксцентричной втулке, обеспечивающей возможность регулирования натяга в сопряжении ролика со штоком.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного технического решения, позволил установить, что не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками и связями между ними, идентичными или эквивалентными всем существенным признакам заявленного технического решения, а выбранный из выявленных аналогов прототип (как наиболее близкий по совокупности признаков аналог) позволил выявить совокупность существенных отличительных признаков в заявленном объекте изобретения, изложенных в формуле.

Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна» по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного технического решения требованию условия патентоспособности «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных из уровня техники сходных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения, результаты которого показывают, что заявленное техническое решение не следует (для специалиста) явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного технического решения преобразований на достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Изобретение иллюстрируется графическими материалами.

На фиг.1 показан прецизионный комплектный цифровой линейный гидропривод.

На фиг.2 показан разрез по А-А.

Прецизионный комплектный цифровой линейный гидропривод содержит одноштоковый силовой гидроцилиндр 1 в комплекте с гидрораспределителем 2 на базе пропорционального электромагнита или задающего шагового электродвигателя (возможна опция с блокировочным 3 и/или компенсирующим 4 устройствами) и позиционный датчик обратной связи 5. Последний работает на принципе фотоэлектрического преобразования (с цифровым выходным сигналом), кинематически связан со штоком 6 гидроцилиндра 1 через фрикционный ролик 7 с магнитным бандажом 8 и установлен соосно с роликом 7 в эксцентричной втулке 9, обеспечивающей возможность регулирования натяга в сопряжении ролика 7 со штоком 6. Ролик 7 установлен во втулке 9 на подшипниках 10 и связан с датчиком 5 через поводковую муфту 11; наружные утечки масла из передней крышки гидроцилиндра 1 исключаются манжетами 12 и 13, не нагруженными давлением, благодаря отводу имеющихся утечек в дренажную линию. Поскольку общая ось датчика 5 и ролика 7 расположена эксцентрично относительно центрирующей поверхности 14 втулки 9, путем поворота последней обеспечивается возможность регулирования натяга в сопряжении ролика 7 со штоком 6, а фиксация установленного углового положения втулки 9 обеспечивается винтами 15 через прижимное кольцо 16. Пробуксовка ролика 7 относительно штока 6 надежно исключается за счет натяга и магнитного взаимодействия.

Работает прецизионный комплектный цифровой линейный гидропривод следующим образом: входной электрический сигнал, поступающий от системы ЧПУ механообрабатывающего оборудования в обмотки управления пропорционального электромагнита или задающего шагового электродвигателя, вызывает соответствующее перемещение золотника гидрораспределителя 2, направляющего поток масла в одну из камер силового гидроцилиндра 1 и соединяющего его противоположную камеру с линией слива. В результате поршень гидроцилиндра 1 вместе со штоком 6 начинает перемещаться в заданном направлении, поворачивая через фрикционный ролик 7 вал датчика 5 на определенный угол. После отработки заданного перемещения датчик 5 через систему ЧПУ обнуляет входной электрический сигнал, и движение останавливается. Опционально в состав комплектного гидропривода могут входить блокировочное устройство 3, запирающее камеры гидроцилиндра 1 в аварийной ситуации, или компенсирующее устройство 4, стабилизирующее перепад давлений на рабочих кромках золотника гидрораспределителя 2.

Таким образом, применение предлагаемого изобретения позволит обеспечить сквозное цифровое преобразование управляющих сигналов, а также упростить конструкцию и повысить надежность работы гидропривода.

Прецизионный комплектный цифровой линейный гидропривод, содержащий одноштоковый силовой гидроцилиндр с позиционным датчиком обратной связи, гидрораспределитель с пропорциональным электромагнитом или задающим шаговым электродвигателем, отличающийся тем, что датчик выполнен работающим на принципе фотоэлектрического преобразования, кинематически связан со штоком гидроцилиндра через фрикционный ролик с магнитным бандажом и установлен соосно с роликом в эксцентричной втулке, обеспечивающей возможность регулирования натяга в сопряжении ролика со штоком.

Гидропривод предназначен для управления летательными аппаратами. Гидропривод содержит корпус 1, представляющий собой статор неполноповоротного исполнительного гидродвигателя.

Позиционер приводного механизма // 2489606

Изобретение относится к комплектующим пневмоприводов мембранного или поворотного типа систем автоматического регулирования или дистанционного управления технологическими процессами в химической промышленности, нефтехимических, нефтегазоперерабатывающих, нефтегазодобывающих и других производствах.

Однокаскадный электрогидравлический усилитель с электрической обратной связью по расходу // 2488719

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к электрогидравлическим автоматическим системам, широко применяемым в различных отраслях техники, где используются быстродействующие электрогидравлические усилители.

Дроссельный электрогидропривод // 2483229

Изобретение относится к дроссельным электрогидроприводам (ЭГП), предназначенным для управления исполнительными органами различных объектов, например рулями летательных аппаратов.

Дроссельный электрогидропривод // 2474732

Привод электрогидравлический // 2474731

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в станкостроении. .

Дроссельный электрогидропривод // 2473823

Следящий пневмо- или гидропривод вращательного движения // 2473822

Изобретение относится к области общего машиностроения и может быть использовано в следящих пневмо- или гидроприводах с высокоточным регулированием параметров вращения.

Способ управления вращением приводного вала следящего пневмо- или гидропривода // 2472978

Изобретение относится к области общего машиностроения и может быть использовано в следящих пневмо- или гидроприводах различного назначения. .

Электрогидравлический следящий привод // 2467214

Изобретение относится к области гидроавтоматики и гидропривода и может быть использовано, например, в системах управления объектов с высокими динамическими свойствами при воздействии на них электромагнитных помех, повышенной радиации и работе во взрывоопасных помещениях.

Комбинированный агрегат управления // 2532634

Привод предназначен для применения в системах управления летательных аппаратов. Привод содержит двухкамерный гидродвигатель тандемного типа, два блока управления, имеющих однотипную конструкцию, каждый из которых содержит корпус с каналами, соединенными с линиями нагнетания и слива одной из двух независимых гидросистем объекта, дублированный золотниковый распределитель, состоящий из основного золотника, соосно расположенного внутри дублирующего золотника, электрогидравлический усилитель мощности, рулевую машину с датчиком обратной связи, подпружиненный стопор, клапан кольцевания, электрогидравлические клапаны включения режима комбинированного управления и стопорения основного золотника, при этом основные золотники и шток рулевой машины каждого блока управления кинематически связаны между собой и с входным и выходным звеньями гидродвигателя таким образом, что позволяет осуществлять коррекцию управления по двум электрическим каналам системы автоматического управления при совместной работе обеих гидросистем и по одному электрическому каналу при отказе любой из гидросистем. Технический результат - повышение надежности управления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Двухканальный электрогидравлический усилитель мощности // 2553588

Усилитель используется в электрогидравлических следящих приводах с резервированием, применяемых в системах дистанционного управления, например, в системе управления рулевыми поверхностями высокоманевренных летательных аппаратов. Усилитель содержит электромеханический преобразователь с двумя катушками, корпус с соплами и дросселями усилителя сопло-заслонка первого каскада, дросселирующим золотником второго каскада и индукционными датчиками положения золотника, при этом каждая из катушек электромеханического преобразователя имеет две обмотки, расположенные друг над другом и соединенные попарно, два датчика положения золотника расположены соосно золотнику с разных его сторон в расточках корпусов с возможностью осевого перемещения для совмещения электрического нуля датчика с нейтральным положением золотника, причем в корпусе выполнены радиальные пазы соответственно радиальным резьбовым отверстиям в датчике, а в радиальные резьбовые отверстия установлены винты, фиксирующие датчик после регулировки. Усилитель обеспечивает сохранение технических характеристик после отказа одного электрического канала. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Электрогидравлический следящий привод // 2554152

Привод предназначен для использования в высокоточных приводах слежения, наведения. Привод содержит гидравлически замкнутые между собой аксиально-поршневой гидромотор и регулируемый аксиально-поршневой насос с наклонным диском и гидростатическими опорами, электрогидравлический механизм управления, приводной двигатель, механическую передачу, объект регулирования, вспомогательный насос, предохранительный клапан, первый и второй подпиточные клапаны, пополнительный бак, первый и второй сумматоры, первый и второй датчики угла, при этом напорная гидролиния вспомогательного насоса соединена с входами первого и второго подпиточных клапанов, выходы которых соединены с магистралями, соединяющими регулируемый насос и гидромотор, вход предохранительного клапана соединен с напорной гидролинией вспомогательного насоса и гидравлическим входом механизма управления, вход вспомогательного насоса и выход предохранительного клапана соединены с пополнительным баком, вал приводного двигателя кинематически соединен с входными валами регулируемого насоса и вспомогательного насоса, первый датчик угла кинематически соединен с выходным валом механической передачи и своим электрическим выходом соединен с вторым входом первого сумматора, первый вход которого является управляющим входом привода, второй датчик угла кинематически соединен с наклонным диском регулируемого насоса и своим электрическим выходом соединен с вторым входом второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом первого сумматора, выход второго сумматора соединен с электрическим входом механизма управления, вал гидромотора через механическую передачу кинематически соединен с объектом регулирования, причем гидромотор выполнен с наклонным диском и гидростатическими опорами. Технический результат - уменьшение зоны нечувствительности привода. 5 ил.

Электрогидравлический следящий привод // 2554153

Электрогидравлический привод // 2561254

Привод может быть использован в регулируемых объемно-замкнутых электрогидравлических приводах. В привод введены датчик угла наклонного диска регулируемого аксиально-поршневого насоса с наклонным диском и контактирующими с ним гидростатическими опорами с поршнями, сумматор, обратный клапан, гидравлический аккумулятор, при этом механизм управления насоса выполнен электрогидравлическим, а датчик угла кинематически соединен с наклонным диском и своим электрическим выходом соединен со вторым входом сумматора, первый вход которого является управляющим входом привода, выход сумматора соединен с электрическим входом механизма управления, напорная гидролиния вспомогательного насоса через обратный клапан соединена с гидравлическим аккумулятором и гидравлическим входом механизма управления. Технический результат - повышение КПД электрогидропривода и уменьшение стабильной частоты вращения вала гидромотора. 2 ил.

Электрогидравлический привод // 2593325

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в высокоточных быстродействующих приводах слежения, наведения. В приводе аксиально-поршневой регулируемый насос выполнен с наклонным диском и гидростатическими опорами, в блоке цилиндров которого установлены поршни со сферическими головками, в каждой из которых выполнено осевое отверстие дросселя-регулятора и дополнительные каналы, выходящие на рабочую часть сферической головки, на которую ответно установлена гидростатическая опора с центральной приемной камерой, соединенной дополнительными отверстиями с кольцеобразной разгрузочной камерой, окруженной уплотняющими поясками, выходящими в дренажную полость, торец гидростатической опоры взаимодействует с упорным диском, а на рабочей части сферической головки поршня выполнена кольцевая канавка, объединяющая дополнительные каналы головки поршня, образуя на сферической головке поршня поясок, создающий положительное перекрытие с приемной камерой гидростатической опоры. Технический результат - повышение точности наведения. 3 ил.

Система автоматического управления положением седел шарового крана // 2613010

Система содержит блок управления, связанный с пневмогидравлическим приводом поворота шаровой пробки. Аварийный дублер с ручным насосом. В зоне седел шарового крана, выполненного в виде ступенчатого поршня, образованы две полости с соответствующим председловым и постседловым штуцерами. В системе дополнительно установлен обратный клапан с подрывом поршневого типа, вход которого соединен с выходным патрубком селективного клапана и с первым патрубком трехходового крана ручного управления. Корпусная полость обратного клапана соединена с председловыми штуцерами каждого седла. Выход корпусной полости обратного клапана соединен с атмосферой и закрыт запорным элементом. Надпоршневая полость клапана соединена со всеми постседловыми и со вторым патрубком трехходового крана ручного управления, третий патрубок которого соединен с полостями цилиндра пневмогидравлического привода, последние связаны через блок управления с атмосферой, либо с выходным патрубком селективного клапана. Трехходовой кран устанавливает два рабочих положения: первое положение - «ручное управление закрыто», при котором линия первого патрубка перекрыта, а соединены между собой второй и третий патрубки, и второе положение - «ручное управление открыто», при котором линия третьего патрубка перекрыта, а соединены между собой первый и второй патрубки. 4 ил.

Электрогидравлический дискретный поворотный привод // 2642010

Электрогидравлический дискретный поворотный привод предназначен для управления исполнительными органами ракет, летательных аппаратов и других устройств. В состав привода входит силовой модуль, состоящий из корпуса с выполненными в нем полостями и двух гидропоршней, вращающих исполнительный вал, который связан со штоком обратной связи и телеметрическим датчиком положения вала; система управления, содержащая шаговый двигатель, задающее колесо, планетарный редуктор, состоящий из центральной шестерни, трех сателлитов, внешнего колеса и водила, при этом планетарный редуктор связан через шестерню и управляющую рейку с цилиндрическим распределительным золотником, к которому подводятся каналы слива и нагнетания рабочей жидкости, и имеет обратную связь от исполнительного вала через шток обратной связи, причем шток обратной связи механически связан с внешним колесом планетарного редуктора через передачу, состоящую из вала с укрепленными на нем двумя зубчатыми колесами. Технический результат - создание электрогидравлического дискретного поворотного привода с автономной системой управления, повышение технологичности конструкции и снижение стоимости производства. 1 ил.

Электрогидравлический привод // 2646169

Привод относится к области машиностроения и может быть использован в регулируемых объемно-замкнутых электрогидравлических приводах. В привод введены третий и четвертый подпиточные клапаны, двухкаскадный двухпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель, состоящий из распределителя первого каскада с электромагнитным управлением и гидрораспределителя второго каскада с гидравлическим управлением, при этом напорная гидролиния вспомогательного насоса соединена со входами третьего и четвертого подпиточных клапанов, выходы которых соединены с соответствующими силовыми магистралями регулируемого аксиально-поршневого насоса, напорная гидролиния вспомогательного насоса дополнительно соединена с первым каналом, а также с третьим заглушенным каналом распределителя первого каскада, четвертый канал распределителя первого каскада соединен с управляющим гидравлическим входом гидрораспределителя второго каскада, а второй канал распределителя первого каскада гидролинией соединен с пополнительным баком, первый и второй каналы гидрораспределителя второго каскада соединены между собой и каждый из них с соответствующей силовой магистралью регулируемого аксиально-поршневого насоса, а третий и четвертый каналы гидрораспределителя второго каскада разъединены между собой и соединены с соответствующей силовой магистралью гидродвигателя. Технический результат - расширение возможностей диагностирования и настройки гидромашин и гидроаппаратуры, входящих в электрогидравлический привод. 1 ил.