Пневмогидравлический следящий привод

 

Оп ИСАН Е

Союз Советскии

Социалистических

Респубпик (11) 603776

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (221 Заявлено 18.03,76 (21) 2335700/08

2 (51) М. Кл

F 15 В 9/06 с присоединением заявки 1«е (23) Приоритет

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 25.04.78. Бюллетень %15 (45) Дата опубликования описания0704, yg (53) УДК 62-82 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. Ф, Домрачев, В. Ь. Буяльский и Т. Г. Таурит

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЛЕДЯЩ!1Й

ПРИВОД

Изобретение относится к гидропневмоавто-, матике и может быть использовано в пневмогидравлических системах автоматического регулирования металлорежущих станков, а также в пневмогидравлических следящих системах управления промышленными работами и другим технологическим оборудованием.

Известен пневмогидравлический следящий привод, в котором рабочие полости силового гидроцилиндра соединены через гидрораспре- 10 делитель с полостями управляющего гидроцилиндра с целью обеспечения дистанционного управления перемещением исполнительного органа (1).

Недостатком этого следящего привода является большая мощность входного сигнала.

Известен пневмогидравлический следящий привод, содержащий пневмоусилитель типа сопло-заслонка с мембранной камерой, дифференциальный гидроцилиндр, подпружиненный однокромочный следящий золотник, причем между следящим золотником и мембранной камерой установлен заполненный жидкостью сильфон (2).

Однако данный привод имеет дополнительный каскад преобразования управляющего воздейств и я. 25

В качестве прототипа выбран гидроусилитель, содержащий подвижную заслонку, расположенную между пневматическими соплами, которые соединены с источником давления, а также упругие элементы (3).

Высокая мо1цность входного сигнала рассогласования, а также отсутствие возможности регулировки упругих элементов снижает точность привода в условиях переменных возмущений.

Цель изобретения — повышение точности привода путем снижения мощности входного сигнала.

Для эгого в предлагаемом приводе пневмосопла и упругие элементы обратной связи выполнены на жесткой рамке, установленной с возможностью относительного перемещения в обойме, жестко соединенной с исполнительным элементом, при этом между обоймой и рамкой выполнены регулировочные пружины.

На чертеже дана принципиальная схема пневмогидравлического следящего привода.

Он содержит пневмогидравлический преобразователь 1 давления, состоящий из пневмоцилиндра 2 и гидроцилиндра Д, поршни которых 4 и 5 связаны общим штоком 6.

Подвод воздуха в пневмополости 7 и 8 осуществляется от источника 9 питания чер 3

603776

20

35

60 дроссели 10 и 11 по магистралям 12 и !3.

Пневмополости 7 и 8 также соединены с ппеВмосоплами 14 и 15 магистралями 16 и 17.

Гидрополости 18 и 19 соединены магистралями

20 и 21, соответственно, с полостями 22 и 23 гидромотора 24, которые связаны магистралями 25 и 26 через обратные клапаны 27 и 28 с аккумулятором 29. а также магистралями 30 и 31 с упругими элементами (сильфонами) 32 и 33 цепи обратной связи по нагрузке.

Шток 34 гидромотора 24 связан с неподвижной станиной 35, а гильза 36 кинематически соединена с подвижным исполнительным элементом (суппортом) 37. Обойма 38 и основания упругих элементов 32 и 33 связаны неподвижнымн соединениями с траверсой 39 суппорта 37. Относительно обоймы подвижно установлена жесткая рамка 40, на которой укреплены пневмосопла 14 и 15.

Свободные торцы упругих элементов 32 и 33 упираются в конические чашки 41 и 42, которые пожаты регулировочными винтами 43 и 44 с контргайками 45 и 46, установленными в жесткой рамке 40, которая поджата регулировочными пружинами 47 и 48 с винтами 49 и 50. Подвижная заслонка 51 жестко связана с задающим устройством щупом 52, который поджат к шаблону 53 пружиной 54 усилием регулировочного винта 55.

Пневмогидравлический следящий привод работает следующим образом.

Сжатый воздух от источника 9 питания по магистралям 12 и 13 через дроссели 10 и 1! подается в пневмополости 7 и 8 преобразователя 1 и одновременно поступает в проходные влечения рабочих окон усилителя сопло-заслонка (зазоры между пнев.1осоплами 14 и 15 и подвижной заслонкой 51). Если зазоры между ппевмосоплами и подвижной заслонкой равны между собой и отсутствует внешняя нагрузка на исполнительныи элемент (суппорт) 37, то давления в пневмополостях 7 I. 8 рав,1 между сооой. При этом суппорт 37 нег одвижен.

Если суппорту 37 соooLiln ь продольнуlo ско рость задающего движения. то щуп 5 будет псрсмеm ITbcH в поперечном I;InpaBëåHIIH, повт ряя профиль шаблона 53. П;ремещение щупа 52 передается жестко связанной с ним заслонке 51, при этом перераспределяются зазоры между пневмосоплами 14 и 15 и заслонкой 51 (проходные сечения рабочих окон становятся неравными) .

При перемещении + lla 52 по направлению стрелки А, наприме). влево, подвижная заслонка 51 переместится влево, при этом зазор между пневмосоплом 14 и заслонкой 51 мень—

InHTcH, а зазор между пневмосоплом 15 и

1аслонкой 51, соответственно, увеличится. Это привод1гг к увеличению давления в пневмополостн 8. Под давлением поршень 4 н жестко связанный с ним поршень 5 переместятся влево. Так как П1дрополости 18 и 19 соединены с полостями 22 и 23 гидромотора 24, то при перемещении поршня 5 жидкость из гидрополостн 18 вытесняется в полость 22 гидромотора 24 (аккумулятор 29 служит для подпитки замкнутой гидроцепи гидроцилиндр 3 — — гидромотор 24) . Это вызывает перемещение влево гильзы 36 гидромотора 24, жестко связанного с ней суп 37 с режущим инструментом, траверсы 39 с обоймой 38 и охваченной ею жесткой рамки 40 с nneBiloconлами !4 п 15. Зазоры между пневмосоплами 14, 15 и подвижной заслонкой 51 сравняются, в системе восстановится равновесие. Так осуществляется отслеживание перемещение щупа по положению (отработка системой управляющего воздействия) .

Если исполнительный элемент (суппорт) 37 воспринимает возмущение, например изменение сопротивления резанию, то изменяется перепад давления на поршне гидромотора 24.

Изменение давления в одной из полостей гидромотора 24 вызывает изменение давления и в одном из упругих элементов 32 нли 33 по отношению к другому, причем максимальное давление в упругих элементах 32 и 33 устанавливается винтами 43 и 44 выше уровня номинального давления в полостях гидромотора 24.

Например, если возмущение действует по направлению стрелки Б, т. е. вправо, то повышается давление в полости 22 гидромотора 24 и, следовательно, повышается давление в полости упругого элемента 33. Под действием давления свободный торец (дно) элемента 33 переместится вправо, а так как свободный торец через коническую чашку 42, регулировочный винт 44 связан с жесткой рамкой 40, то последняя также переместится вправо. Это перемещение приводит к пропорциональному перераспределению зазоров между пневмосоплами 14, 15 и подвижной заслонкой 51. Зазор между пневмосоплом 15 и заслонкой 51 увеличится, а между пневмосоплом 14 и заслонкой 51, соответственно, уменьшится. Такое изменение зазоров приводит к изменению перепада давления на поршне 4 пневмоцилиндра 2.

Поршень 4 переместится влево, и, в конечном итоге, влево переместится гильза 36, суппорт 37 с режущим инструментом, обойма 38 и жесткая рамка 40 с пневмосоплами 1.4 и 15. Зазоры между пневмосоплами 14, 15 и подвижной заслонкой 51 сравняются, в системе восстановится равновесие и ошибка от возмущающего воздействия будет скомпенсирована.

Таким образом, в процессе работы привода при одновременном действии управляющего и возмущающего воздействий из перемещения суппорта, обусловленного следящим движением щупа, автоматически вычитается движение, Предлагаемый привод позволяет не только компенсировать возмущения процесса обработки по величине усилия отжатия режущего инструмента, но так же, что весьма важно для повышения скорости следяшсгo привода, позволяет компенсировать ошифку по первой производной от этой величины. Эта компенсация осуществляется так же, как,- описанная выше.

Благодаря возможности настройки регулировочных элементов 41, 42, 47 и 48 полосу пропускания системой автоколебаний можно установить в диапазоне, оптимальном для заданных услои и отработки по предварительг" ным натурным испытаниям.

603776

3П Л 37 За Я гг M г> гЗ ZS гб г!! гв а

45 г!9

»О го! б

Составитель В. Аиошко

Техред О. Луговая Корректор А. Гриценко

Тираж 9!8 Подписное

Редактор В. Дибобес

3 а к аз 2 034/29!!НИИПИ осударствеипого комитета Совета М >|>,:ñòðîâ CCCP

fIo делам изобретений и открытий! !3035, Москва, Ж-Зо, Раушская иаб < 4,:>

Филиал ППП «Патеит», г. Ужгород, ул. !1рое> 1>:.ë». 4

Формула изоб>ретенпя

Пневмогидравлический следяший принц,1, исполнительный элемент которого кинет!атичсски соединен с гидромотором, полости которого связаны с упругими элементами цепи обратной связи и с гидрополостями пневмогидравлического преобразователя давления, пневмопо, !ости которого соединены с пневмосопла м и, между которыми расположена подвижная заслонка, кинематически соединенная с задаюгцим устройством, отличающийся тем, что с целью повышения точности привода путем снижения мо!цности входного сигнала, пневмосопла и упругие элементы обратной связи вьшолпены на жесткой рамке. установленной с возможностью относительного перемегцсния в выполненной обойме, жестко соеднненной с исполнительным элементом. при этом между обоймой и рамкой установлены регулировочные пружины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР ¹ 290129. кл. F 15 В 3/10, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР ¹ 3 0377, кл. F 15 В 9/06, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР ¹ 330265, кл. F 15 С 3/10, 1970.