Гидравлический операционный усилитель

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CoIo3 Соаетских

Социалистииеских

Уеспублик (») 496382 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22} Заявлено 30.06.72 (21) 1803091/18-24 (Я) М, Кл. F 15с 3/02

Q 06 ) 5/00 с присоединением заявки ¹ (23} Приоритет—

Гооударотвеннв и квинтет

Совета Мнннотров СССР по делам наобретеннй н открытнй (63) УДК621-525 (088.8) (43) Опубликовано25.12.75.Бюллетень №47 (45} Дата опубликования описания01,03.76 (72) Авторы изобретения

В. А. Хохлов, 10. И. Чуцраков и О. В. Бухов

Московский автомобильно-дорожный институт (71) Заявитель (5 4) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к технике автоматического управления, а именно к гидравлическим системам автоматики, широко применяемым во всех отраслях машиностроения и в военной технике. 5

Известен гидравлический операционный усилитель, содержащий поршневой сумматор с гидравлическими входными цепями и цепями обратной связи и усилительный каскад, выполненный в виде подпружиненного с двух ip сторон золотника. Однако такое устройство из-за низкого подводимого давления питания имеет плохие динамические характеристики. Кроме того, оно имеет малый коэффициент усиления по мошно"ти и значитель- та ную величину непроизводительного расхода (утечки).

Цель изобретения — повышение коэффициента усиления по мощности и уменьшение непроизводительного расхода жидкости. 20

Для ее осуществления золотник усилителя жестко связан с поршнел сумматора, а рабочая камера между ними подключена к каналам нагнетания и слива и соединена

1 с выходныM каналом, причем канал слива 25 соединен с торцовой полостью золотника, а подпоршневая камера через цепь обратной связи подключена к рабочей камере.

На чертеже показана схема предлагаел1о-го гидравлического операционного усилителя.

Он состоит из корпуса 1, подпружиненно1-о золотника 2, выполненного за одно целое с измерительным поршневым сумматором, двух золотниковых втулок 3 и 4; нескольких линейных гидравлических входных цепей сопротивлений 5 1- 52;... 5и (показано 3 соПротивления), установлен-. ных на входе B усилитель, активного гидравлического сопротивления 6 и гидравлической емкости 7 в цепях обратной связи; двух двухпозиционных кранов 8 и 9, двух пружин золотника 10 и 11, резьбового кольца 12, служащего для зажима золотниковых втулок 3 и 4; двух крышек 13 и 14, винта 15, служащего для начальной установки золотника 2 в среднее нейтральное положение, Внутренняя коммуникация гидравлических каналов осуществляется следук1щил1

496382 образом, Давление питания через канал нагиетаиик подводится к камере 18 между поршнем и золотником операционного усилителя. Из этой камеры жидкость поступает через напорное рабочее ок:m 17, об- разованное кромками золотника и втулки во внутреннюю полость 18 золотника. Отсюда жидкость может вытекать в спивную магистраль через канал слива 19, посту- . пать в выходной канал 30 и в суммирую- lp шую подпоршневую камеру 21 через пепи обратной связи, активное гидравлическое 6 нли гидроемкостное 7 сопротивление. Включение одного из указанных сопротивлений осуществляется двухпозиционными кранами ть

8 и 9.

Входные давления подводятся к суммирующей подпоршневой камере 21 через сопротивления 51, 52, ... 5тт, . Соединение указанных сопротивлений с источниками др входных давлений осуществляется двухпозиционными кранами 221, 222 и 23Э.

Рассмотрим работу гидравлического операционного усилителя в режиме сумматорамасштабного множителя, при этом кран 8 Я открыт, а кран 9 закрыт.

Пусть вначале входные давления Р1, Р2, ... Pтотсутствуют,,а каналы, свя ываюшие суммирующую камеру 21 усилителя с входными трубопроводами через гидрооми- 30 ческие сопротивления 51, 52 .. „5t перекрыты кранами 22, тогда золотник 2 под действием сил, создаваемых давлением жидкости па торцах измерительного поршня, установится в таком положении, прн котором ЗЬ сипы, действующие слева направо, уравновесили бы силы, действующие справа налево. Последнее будет иметь место в тот момен г, когда давление в камере 18, а вместе с телi н в камере 21 будет равно 40 де Р Π— начальное давление в суммирующей камере 21 операционнот о усилителя; — давление питания операционного пит усилителя; — плошадь торца нзл ерительного (ь 2т поршня золотника 2 со стороны камеры 16 и 21 соответственно.

Пр) этом усилие, создаваелтое начальной деформацией пружин 10 и 11 и действующее на золотник 2, должно быть равно нулю, Это всегда можно достичь поворотом регупировочного винта 15.

Для операционнот о усилия целесообразно, чтобы Р2 = 2F . Тогда начальное давление в гултмируюшей камере 21 допж быть 6О

4 равно половине давления питании. Очевидно, что последнее будет обеспечено при симметричном положении напорной и сливной рабочих кромок золотника 2 по отношению к аналогичным кромкам золотниковой втулки 3, Предположим к одному,из. входных трубопроводов подводится входное давление

РВХ mI eM P x„> 1 2 О ° вх, т вх,т ние в суммирующей камере 21 возврастает, Увеличение давления вызовет перемешение золотника вправо, при этом давление в камере 18, а вместе с тем и на выходе операционного усилителя уменьшится. Если активные гидравлические сопротивления 5 и 6 линейны, то можно показать, что изменение выходного давления составит р Йо (2)

ВИХ Я BX.1 т где аРВ =Рв Р— перепад давлений между

ВХ вхх в,о входным давлением и давлением в суммирующей камере 21;

Q p — активное гидравлическое сопротивление дросселя 6 в цепи обратной связи; активное гидравлическое сопротивление дросселя 5 1 во входной цепи.

Приведенное уравнение (2 ) будет справедливо и для случа ко"а Psõ.„(Pggp

Только в этом случае золотник 2 будет смещаться со среднего положения влево.

Таким образом, гидравлический операционный усилитель при постоянстве отноR шения — в- выполняет функцию масштабнот о а, множителя.

Если на вход усилителя, т. е. к входным сопротивлениям 5 будет независимо подведено несколько давлений, то уравнение (2) в этом случае примет вид (" "о

"о ьР -t -в йР— hp +.„т — p

Вйх 1 Н еХ.т Я 2 Вх,a R„SX.é t

Таким образом, наличие линейных активных гидравлических сопротивлений на входе в усилитель и в цени его обратной связи позволяет суммировать подведенные к немудавленияс одноврелтенным усилением ка..к"

Лого из них на постоянный коэффициент.

Для выполнения операции интегрирования входных давлений нужно перекрыть запорный кран 8 и открыть кран 9. llpu этом в цепи обратной связи усилителя будет включена гидравлическая емкость.

При такой схеме соединения выхолное давление будет равно вх. т вых 7 ° 8

4963Ü 2

21 16 2 яг, Coc TBs H T6Ib Q.Гудкова

Техред И Карандашова КоРРектоР E. мелева

Ред т р Ед ончар

Изд. hh М4

Заказ g gg Тираж 833 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

vne 8 - оператор дпфференцирования1

- постоянная времени, т. е, операционный усилитель будет рабо.1 тать в режиме интегратора.

Предмет изобретения

Гидравлический операционный усилитель,. содержащий поршневой сумматор с гидрав- 10 .лическими входами и цепями обратной связи и усилительный каскад, выполненный в виде подпружиненного с двух сторон золотника, отличающийся тем,что, с целью повышения коэффициента усиления по мощности и уменьшения непроизводительного расхода жидкости, золотник усилителя жестко связан е поршнем сумматора, а рабочая камера между ними подключена к каналам нагнетания и слива и соединена с выходным каналом, причем канал слива сое 7 динен с торцевой полостью золотника, подпоршневая камера через цепь обратной связи подключена к рабочей камере.