Исполнительный механизмэлектрогидравлического следящего приводаавтоматического управления объектами

 

се -" юз н ал тн" уЯ27885 от

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 21.03.72 (21) 1761396/27-11 (51) М. Кл. В 63h 23/22 с п рисоедпнением заявки— (32) Приоритет—

Опубликовано 15.05.74. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 28.05.75

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 629.1-498 (088.8) ао делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения.Н. 3. Гильченок, В. Н. Курносов и Л. Ф. Огарков (71) Заявитель (54) ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ

ЗЛ ЕКТРОГИДРАВЛ ИЧ ЕСКОГО СЛ ЕДЯ ЩЕГО ПРИВОДА

АВТОМАТИ Ч ЕСКОГО УП РАВЛ ЕН ИЯ ОБЪЕКТАМИ

Изобретение относится к судостроению и может быть исп ользовано в исполнительных механизмах электрогидравлического следящего привода автоматического управления объектами, например органами стабилизации движения судов.

Известны испол|нительные механизмы аналогичного назначения, содержащие последо.вательно расположенные силовые цилиндры с порш нями, соединенными общим штоком, и гидравлически связанные с управляющим устройством.

С целью повышения эффективности в предлагаемом механизме силовые цилиндры снабжены клапаном, выполненньгм в виде многопоршневого золотника, межпоршневые полости которого зашунтированы между собой перепускными трубопроводами и связаны с полостями од ного силового цилиндра, при этом крайние полости связаны с полостями другого силового цилиндра, обеспечивающими автоматическое шунтирование полостей одного цилиндра и последовательное включение обоих цилиндров при определенной величине внешней нагрузки.

На фиг. 1 изображена схема электрогид.равлического следящего привода с исполнительным механизмом; на фиг. 2 — график фунициональной зависимости скорости движения поршня от изменения внешней нагрузки при полном открытии щелей распределительного золотника для привода, обеспечивающего автоматическое увеличение скорости движения по рш ня на холостом ходу при сохранении параметров рабочей жидкости в гидросистеме питания привода и тягового усилия; на фиг. 3 — график функциональной зависимости скорости движения поршня от изменения внешней .нагрузки при полном открытии щелей распределительного золотника для привода, обеспечивающего автоматическое увеличение тягового усилия при сохранении параметров рабочей жидкости в гидросистеме питания привода и скорости холостого хода; на фиг. 4 — график функциональной зависимости скорости движения поршня от изменения внешней нагрузки при полном открытии щелей распределительного золотника для привода, обеспечивающего уменьшение расхода рабочей жидкости в гидросистеме питания привода при сохранении тягового усилия и скорости холостого хода.

Электрогидравлический следящий привод состоит из электрогидравлического преобразователя 1, гидравлического исполнительного механизма 2, клапана 3 и каналов 4 — 9. ,Электрогидравлический преобразователь содержит электрогидравлический управляюзо щий элемент, гидравлический усилитель, на427885 пример, с соплом-заслонкой (не показан) и распределительный золотник 10.

Гидравлический исполнительный механизм

2 состоит из двух последовательно расположенных цилиндров 11 и 12 с поршнями 18 и

14, имеющими общий шток 15, причем правый конец штока крепится к управляемому органу, а левый конец механизма связывается с конструкцией объекта. Управление гидравлическим исполнительным механизмом и обратные связи (не показаны) осуществляются электрическими сигналами.

Электрический сигнал по кабелю 16 поступает от системы управления к электрогидравлическому преобразователю 1, к которому, кроме того, от гидравлической системы подводится рабочая жидкость.

Клапан 8 золотникового типа прямого действия состоит из дифференциального золотника 17 и пружин 18 и 19.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В случае отсутствия электрического сигнала управления распределительный золотник

10 находится в среднем (нейтральном) положении, перекрывая буртами доступ рабочей жидкости в полости цилиндра 11 исполнительного механизма 2.

При подаче сигнала управления в электрогидравлический преобразователь на торцах распределительного золотника 10 возникает перепад давлений, который вызывает перемещение золотника в ту или иную сторону от нейтрального положения в зависимости от направления сигнала управления.

При смещении распределительного золотника, например, влево рабочая жидкость под давлением поступает по каналу 4 в полость А цилиндра П и по каналу 5 в полости

Б и В клапана 8.

Дифференциальный золотник 17 клапана 8 под действием пружин 18 и 19 находится в среднем положении и перекрывает поясками доступ рабочей жидкости из полости А цилиндра И по каналу 5 в канал б и полость Г цилиндра 12 и, кроме того, из полости Д цилиндра 11 по каналу 7 в канал 8 и полость Е цилиндра 12.

Доступ рабочей жидкости из полости А цилиндра 11 в пол=сть 1 цилиндра 12 блокируется противодействующей пружиной 18 клапана 8 до тех пор, пока давле:-гие рабочей жидкости в полости Б, клапана 8, возрастающее с ростом внешней нагрузки на шток 15, не преодолеет силу пружинны 18.

Из полости Д цилиндра 11 рабочая жидкость по каналу 9 проходит на слив.

Полости Г и Е цилиндра 12 шунтируются через канал 6, кольцевую проточку в золотнике 17 клапана 3 и канал 8. Поршни 13 и 14 и шток 15 перемещаются влево, поворачивая управляемый орган в соответствующем напра влении, при этом электрогидразлический следящий привод развивает скорость холосто5 !

О

65 го хода 2 1 -, =- - — и тяговое усилие

xx F

-, —. Р - F. ЛР .

1 При возрастании внешней нагрузки возрастает перепад давления на поршне 13.

В тот момент, когда перепад давления достигает некоторой заранее за данной величины, гидравлическая сила, действующая на дифферен циальный золотник 17 клапана 8 со стороны полости Б, пресдолевает силу:пружины 18, при этом пружина сжимается, золотник 17 смещается влево и открывает проход рабочей жидкости из полости А цилиндра 11 через канал 5 и полость Б клапана 8 в канал б и полость F цилиндра 12. Одновременно с этим полость E цилиндра 12 через канал 8 и полость 3 клапана 8 сообщается с каналом 7 и полостью Д цилиндра 11 и со сливом. Каналы 6 и 8, через которые осуществляется шунтирование полостей Г и Е цилиндра 12 отделяются, друг от друга поясками золотника 17,клапана 8.

При включении двух цилиндров тяговое усилие, развиваемое электрогидравлическим приводом, оказывается равным Р=2F, . AP.

При уменьшении внешней нагрузки соответственно уменьшается перепад давления в цилиндрах исполнительного механизма, причем в тот момент, когда перепад давления снижается настолько, что пружина 18 клапана 3 преодолевает гидравлическую силу от давления рабочей жидкости на,дифференциальный золотник 17, последний перемещается в среднее положение и шунтирует полости Г и Е цилиндра 12. Скорость движения штока 15 и развиваемое тяговое усилие в этом случае определяются расходом и перепадом давления в цилиндре 11.

При изменении, направления электрического сигнала, подаваемого по кабелю 16 в электрогидравлический преобразователь 1, распределительный золотник 10 перемещается вправо, при этом рабочая жидкость поступает по каналу 9 в полость Д цилиндра 11 и по каналу 7 в полости Ж и 3 канала 8.

Дифференциальный золотник 17 клапана 8 под действием пружин 18 и .19 находится в среднем положении и перекрывает поясками доступ рабочей жидкости из полости Д цилиндра 11 по каналу 7 в канал 8 и полость E цилиндра 12, а также из полости А цилиндра

1Х по каналу 5 в канал б и полость Г цилиндра 12.

Из полости А цилиндра 11 рабочая жидкость по каналу 4 проходит на слив. Полости

1" и Е цилиндра 12 шунтируются через канал

8, кольцевую проточку в золотнике 17 клапана 3 и канал 6, Поршни 18 и 14 и шток 15 перемещаются вправо, поворачивая управляемый орган в противоположном направлении. При возрастании внешней нагрузки перепад давления на поршне 13 соответственно

427885 возрастает, причем в тот момент, когда он достигает некоторой заранее заданной величины, гидравлическая сила, действующая на дифференциальный золотник 17 клапана 8 со стороны полости Ж, преодолевает силу пружины 19. В результате этого пружина сжимается, золотник 17 смещается вправо и открывает проход рабочей жидкости из полости

Д цилиндра 11 через канал 7 и полость )К клапана 8 в канал 8 и полость Е цилиндра

12. Одновременно с этим полость Г цилиндра

12 через канал б, полость В клапана 8 сообщается с каналом 5 и полостью А цилиндра

11 и со сливом.

Каналы б и 8, через которые осуществлялось шунтирование полостей Г и Е цилиндра

12, отделяются друг от друга поясками золотника 17 клапана 8.

При уменьшении внешней нагрузки перепад давления,в,цилиндрах исполнительного механизма уменьшается, причем в тот момент, когда он снижается настолько, что пружина

19 клапана 8 оказывается в состоянии преодолеть гидравлическую силу от давления рабочей жидкости на дифференциальный золотник 17, последний перемещается в среднее положение и шунтирует полости Г и E цилиндра 12.

Внешняя характеристика привода, т. е. зависимость V, = f(P), (фиг. 2), представляет (при последовательном включении цилиндров в работу) ломаную, кривую. Первый (верхний) участок этой кривой есть внешняя характеристика привода при работе одного цилиндра (другой зашунтирован). Второй участок кривой изображает внешнюю характеристику привода при одновременной работе двух цилинд ров.

Точка излома внешней характеристики привода при последовательном включении цилиндров соответствует перепаду давления в цили ндрах привода, составляющему приблизительно 430 > от давления питания.

В тех случаях, когда возникает необходимость при сохранении параметров рабочей жидкости в гидросистеме питания привода и скорости холостого хода увеличить тяговое усилие, предлагаемый привод выполняют с большей площадью поршней. В этих случаях электрогидравлический следящий привод разЯ вивает скорость холостого хода 1 „â€”вЂ” и и тяговое усилие 2. P = 4FÄ AP (фпг. 3).

При использовании предлагаемого привода имеется возможность уменьшить расход рабочей жидкости в гидросистеме питания привода при сохранении скорости холостого хода и тягового усилия.

В этом случае привод развивает скорость

Q/2 холостого хода V„, = — — и тяговое усилие

Fn

Р=2 F „ЬР (фиг. 4).

Последовательное включение цилиндров может быть также использовано в э.пектрогидравлических следящих и гидравлических приводах с числом последовате.пьно расположенных цилиндров оолее двух, а для последо вательного включения цилиндров может быть применено несколько клапанов.

Предмет изобретения

Исполнительный механизм электрогидравлического следящего привода автоматического управления объектами, например, органами стабилизации движения судов, содержащий последовательно расположенные силовые

30 цилиндры с поршнями, соединенными оощим штоком, и гидравлически связанные с управляющим устройством, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем автоматического увеличения скорости

35 движения поршня,на холостом ходу, увеличения тягового усилия и уменьшения расхода

:рабочей жидкости, силовые цилиндры снабжены клапаном, выполненным в виде многопоршневого золотника, межпоршневые поло4р сти которого зашунтированы между собой перепускными труоопроводами и связаны с полостями одного силового цилиндра, а крайние полости связаны с полостями другого силового цилиндра, обеспечивающими автомати45 ческсе шунтирование полостей одного цилиндра и последовательное включение обоих цилиндров при определенной величине внешней нагрузки.

427885

Составитель Il. Даньшин

Техред Г. Дворина

Редактор В. Зивтыиь

Корректор И. Синкина

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 767/77 Изд. 1586 Тираж 506 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, ХК-35, Раушская иаб, д. 4/5