Пневмогидравлический привод

 

О П И С A Н И Е,яеюея

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К., АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ceres Саветскмк

Сецмапмстмчвснмз рвспубпми (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) а"влено. l l.л3.81 (21) 3259368/25-06 (51}М. Кл .

F 15 В 3/00 в 23 (} 5/06 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Всуларстаиавй каинтвт

CCC0 ав new изебретенк0 и втсрыГив

Опубликовано 07.10.82. Бюллетень лв 37

Дата опубликования описания 07. 10 .82 (53II @1(621.525 (088.8) Г. Г. Добровольский, В. А. Байкалов и B. Л. Крикуненко с-1,, Ордека Трудового Красного Знамени институт сверхтвердых материалов АН Украинской ССР (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (д ) пнквиогидрдвличккий привод

Изобретение относится к пневмогид-. роавтоматике и может быть использовано в системах прецизионного перемещения инструмента станков с числовым программным управлением.

Из вестен и не вмо гидра вли ческий привод, содержащий пневмогидродвигатель, пневматические полости которого через распределительную и регулирующую аппаратуру подключены к источнику давления, а гидравлические - к. двухлинейному распределителю с двумя элемента" ми, герметично. сопряженными между собой с образованием дроссельной щели, и электромеханический преобразователь,, для управления длиной дроссельной щели в одном направлении, связанный с одним из элементов распределителя1 выполненным подвижным, и с замкнутым контуром управления положением штока зо пневмогидродвигателя (1).

Недостатками известного привода являются малая точность и ограниченность диапазона регулирования вслед-

2 ствие отсутствия возможности регулирования размера дроссельной щели более, чем в одном направлении в пространстве. Цель изобретения - повышение точности и расаирение диапазона регулирования.

Указанная цель достигается тем, что привод снабжен дополнительным преобразователем для управления шириной дроссельной щели, связанным с другим элементом распределителя, установленным с воэможностью перемещения в на-. правлении, пересекающемся с направлением движения электромеханического преобразователя.

На фиг. 1 изображена схема пневмо" гидравлического привода; на фиг. 2 " разрез А-А на фиг. 1.

Пневмогидравлический привод содержит пневмогидродвигатель 1, пневмати" ческие полости 2 и 3 которого через редуктор 4 давления, связанный с ат-. мосферой, распределитель 5 и регулируемый дроссель 6 с обратным клапаном

7 подключены к источнику давления (не показан ) и гидравлические полости 8 и 9 — к двухлинейному распределителю

1 0 с двумя подвижными элементами 1 1 и 12 „герметично сопряженными между собой с образованием дроссельной щели 3, и электромеханический преобразователь 14 для управления длиной дроссельной щели 13 в одном направлении, связанный с элементом 11 распределителя 10 и замкнутым контуром управления положением штока 15 пневмогидродвига еля 1. Контур управления включает в себя блок 16 управления, 1 соединенный с программным блоком 17, и датчик 18 обратно связи, связанный со штоком 15. Полости 8 и 9 связаны между собой обратным клапаном 19, а компенсатором 20 утечек " с выходом редуктора 4. Дополнительный преобразователь 21 для управления шириной дроссельной щели 13 связан с элементом 12 распределителя 10., который установлен с возможностью перемещения в направлснии, пересекающемся, например, перпендикулярно с направлением движения преобразователя 14 и элемента 11.

Пневмогидравлический привод работает следующим образом.

Блок l6 управления в соответствии с программо", содержащейся в программном блоке 17 и показаниями датчика

18 обратной связи подает электричес35 кие импульсы на ьход электромеханического преобразователя 14, который смещает подвижный элемент 11 распределителя 10, изменяя длину дооссельной щели 13, ширину которой в направив лении, перпендикулярном направлению перемещения элемента 11, устанавливают предварительно путем смещения элемента 12 с помощью преобразователя 21, При переключении распределителя 5

g$ одна из полостей, например 2, соеди" няется через дроссель 6 и обратный клапан 7 с выходом редуктора 4, настроенного на заданное давление, а другая - с атмосферой. Благодаря создавшемуся перепаду давления шток 15 пневмоэлектродвигателя 1 движется ,вправо, вытесняя жидкость из полости

9 в полость 8 через распределитепь lO.

Скорость прямого хода устрой"Tpl из.меняется IlpollopiJèoíàëüíî Beï ; и-í:. сме- щения подвижного элемента 11, à последняя - пропор ционально числу подаваемых на вход электромеханического ф преобразователя 14 импульсов, знак которых определяет увеличение или уменьшение скорости, в том числе до нуля. При переключении распределителя 5 привод реверсируется. Скорость обратного хода определяется настройкой дросселя 6, а полости 8 и 9 сообщаются через обратный клапан 19. Утеч" ки жидкости в гидросистеме компенсируются компенсатором 20 утечек.

Скорость прямого хода штока 15 составляет э (1) где Ч - скорость прямого хода штока

15;

Х - длина дроссельной щели 13;

К - коэффициент усиления распре" делителя l0 по скорости, вычисляемый из соотношения

К =p — — вР, (2)

Ь у» р 1 где Ь - ширина дроссельной щели 13 коэффициент расхода дроссель1 ной щели 13;

F - эффективная площадь гидравлических полостей 8 и 9; р - плотность жидкости;

ЬР - перепад давлений на дроссель" ной щели 13.

В свою очередь

Р +Р ,р р " Р., (11 (3) где РО- перепад давлений на дроссель" ной щели при отсутствии сил сопротивления движению што" ка 15;

Яп - полезная нагрузка на штоке

15)

R - сила трения.

Из соотношений (1), (2) и (3) следует Р, +Р

Кq=P. — — hР

Ъ П ТР р-у о (4) откуда видно, что величина К, а следовательно, и изменение скорости в соответствии с соотношением (1) зависят от полезной нагрузки и сил трения данного конкретного привода, что при постоянстве ширины Ь щели l3 (фиг. 2) снижало бы точность перемещения штока 15. Однако путем изменения ширины

-Ь щели 13 смещением элемента 12 и установления тем самым для каждого ва" рианта нагрузок заданного коэффициента К„ независимо от. режима его работы и конструктивных и технологических особенностей, влияющих на величину сил трения, обеспечивается высокая точность привода.

6 формула изобретения

Пневмогидравлический привод, содер" жащий пневмогидродвигатель, пневмати": ческие полости которого через распределительную и регулирующую аппаратуру подключены к источнику давления, а гидравлические - к двухлинейному распределителю с двумя элементами, герметично сопряженными между собой с образованием дроссельной щели, и элект« ромеханический преобразователь для управления длиной дроссельной щели в одном направлении, связанный с одним из элементов распределителя, выполненным подвижным, и с замкнуть и контуром управления положением штока пневмогидродвигателя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона регулирования, он снабжен дополнительным преобразователем для управления шири" ной дроссельной щели, связанным с другим элементом распределителя, установ" ленным с возможностью перемещения в направлении, пересекающемся с направлением движения электромеханического преобразователя.

1. Авторское свидетельство СССР

М 532503, кл. В 23 Q 5/Сб 13373 °

5 964262

С другой стороны, если преобразо"

:вать соотношение (1) к виду v= КчИ (5) где сЪ| и й1 - соответственно приращеwe (дискретность) ско- 5 рости штока 15 и приращение (дискретность) смещения элемента 11 при подаче на преобразователь 14 одного им" пульса, то видно, что регулируемая величина

К /позволяет обеспечить требуемую величину дискретности д, регулирования скорости, что расширяет диапазон ре- 1 гулирования привода и также повышает точность перемещения штока.

Применение данного изобретения,в системах прецизионного перемещения инструмента станков с числовым про- 20 граммным управлением позволит повысить их точность и расширить диапазон регулирования и, тем самым, эффективность их использования. Например, при

;финишной обработке изделий, ограничен- ных сферическими и асферическими поверхностями, возможно выполнение криволинейной поверхности с заданной точностью и шероховатостью за один проход однолезвийного инструмента (алмазного фа

Резца) при одновременном улучшении симметричности поверхностей вращения относительно оптической оси, что яв" ляется характерным для точения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе