Дискретный гидропривод

 

(72) Авторы мзобретени я

А. Ф. Герасимов, Л. П. Константинов, С. М. Солодников, В. Я. Гудыря и В. П. Дюбко

Ъ..

1", Ю

Ъ (7t) Заявитель (54) ДИСКРЕТНЫЙ ГИДРОПРИВОД

Изобретение относится к гидравли; ческнм исполнительным устройствам и может использоваться в различных областях промышленности и народного хозяйства в дискретных режимах управления, где требуется высокая точность позиционирования рабочего органа при стабилизации его скорости в установившемся состоянии, высокие динамические показатели.

Известен дискретный гидропривод, содержащий магистрали нагнетания и слива, гидродвигатель с установленным в нем рабочим органом с образованием рабочих полостей, подключенных к магистр ралям нагнетания и- слива через распределительное устройство, включающее управляющий гидрораспределитель и корректирующее устройство, выполненное в виде расположенных и корпусе пары эолот- 2о ников, образуюшнх с ним с о дросселирукипие окна, сообщенные с магистралями нагнетания и слива, и.торцовые полости, и двух поршней, уставов2 ленных в корпусе с образованием штоковых и поршневых полостей Pl).

Недостатком известного гидропривода является низкая точность позиционирования рабочего органа в переходных режимах обусловленная болыпим количес т вом рабочей жидкости, остающейся в поршневой полости после окончания переходного процесса, низкое быстродействие.

Бель изобретения - повышение точнос= ти на переходных режимах и повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что дискретный гидропривод, содержащий магистрали нагнетания, и слива, гидродвигатель с установленным в нем рабочим органом с образованием. рабочих полостей, подключенных к магистралям нагнетания и слива через распределительное устройство, вклкяаюшее управляющий гидрораспределитель и корректирующее устройство, выполненное в виде расположенных в корпусе пары золотников и образующих с ним соответственно дроссе3 98917 лируюшие окна, сообщенные с магистралями нагнетания и слива, и торцовые полости, и двух поршней, установленных в корпусе с образованием штоковых и поршневых полостей, поршни и золотни ки корректируккпего устройства расположены s корпусе раздельно и снабжены гидроуцравляемыми толкателями, управляющие полости которых подключены к магистрали нагнетания, торцовые по- 1й лости золотни ков связаны с поршневыми полостями, а штоковые полости - с ма гисгралью слива, причем разность отношений плошади поперечного сечения управляющих полостей соответствующих толкателей к торцовым площадям золотников и поршней выполнена в диапазоне от нуля до единнеы.

Кроме того, с целью упрощения тех нологии изготовления и повышения точ З6 ности стабилизации давления поверхности толкателя контактирующие с золотниками и поршнями, выполнены сферическими.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема гндропривода; на фиг. 2график перемещения управляющего гидрораспределителя; на фиг. 3 — график перемещения золотника корректирующего устройствщ на фиг. 4 «график перемеще-36 ния поршня корректирующего устройства; на фиг. 5 - график изменения скорости рабочего органа гидродвигателя, на фиг. 6 — график перемещения рабочего органа гидродвигателя (штриховой линией показано идеальное перемешение).

PFA>PОFТ

Поскольку в промежутке времени Ь - скорость рабоче о органа 4 не достигает заданной )g (фиг, 5) и рас ход Ц рб (Q — плошадь рабочего органа 4), меньше, чем 6 о, давление в поршневой полости 22 падает до значения

Дискретный гидропривод содержит магистрали 1 и 2 соответственно нагнетания и слива, гидродвигатель 3 с установ-.. ленным в нем рабочим органом 4 с об.разованием рабочих полостей 5 и 6, подключенным к магистралям 1 и 2 нагнетания и слива через распределительное устройство, включаюшее управляющий гидрораспределитель 7 и корректирующее устройство, выполненное в виде расположенных в. корпусе 8 пары золотников 9 . и 10, образующих с ним дросселируюшие окна 11, 12 и 13, 14 и торцовые полости 15 и 16 и двух поршней 17 и

18, установленных в корпусе 8 с образованием штоковых полостей 19 и 20 и поршневых полостей 21 и 22. Золотник 9 и 10 и поршни 17 и 18 расположены в корпусе 8 раздельно и снабже- И е ны гидроуправляемыми толкателями сски ветственнв 23, 24 и 25 26, поверхности 27 которых выполнены сферическими, 1 4, управляющие полости 28 н 29 которых подключены к магистрали 1 нагнетания, Гидропривод работает следующим образом.

При подаче от управляющего гидрс распределителя 7 импульса команды (фиг. 2) работает, в зависимости от его полярности, соответствующее плечо схемы (правое на фиг. 1). Давление подпора Р, подведенное к управляющей полости 28 толкателя 24, обеспечивает перемещение золотника 10 из исходного состояния (положение золотника 9 левого плеча схемы) в крайнее правое положение (2л2 с„с на фиг, 3), подсоединение рабочих полостей 5 и 6 гидродвигателя 3 к магистрали 1 нагнетания и магистрали 2 слива и разгон рабочего органа 4. За этот промежуток времени (0-+. ) давление перед управляющим гидрораспределителем 7 равно

Р.=РО ра —" т

Ъ где — площадь поперечного сечения

Т управляканнх полостей 28 соответствующих толкателей 23 и 24;

- площадь торца золотника 9 и 10

Заданный расхсд через управляющий гидрораспределитель 7 здесь

0О=К1 ()().ф=КД()„ где g - постоянный коэффициент, характеризующий проводимость, Я - площадь дросселирующего окна управляющегo гидроваснределителя 7.

Обеспечивается этот расход поступлением жидкости из рабочей полости 6 гидродвигателя 3 и торцовой полости

16 золотника 10.

До моментами.= поршень 18 находится в исходном положении (фиг. 4), поокольку

5 089171 6

Поршень 18, подпираемый толкателем от идеального на величину, соответству26, начинает перемешаться вправо (по ющую разностиЯо-Q o или фиг. 1), обеспечивая совместно с расходом, поступающим из рабочей полости P-Р =Р— -P =P

-oF oF -î r.

6 гидродв ате, 3, дан,й расход 5 Ь А Ъ А через управляющий гидрораспределитель 7 Последняя может быть сформированаэ

,=к1(хbfp = к ().

В момент = Ьд скорость рабочего органа 4 достигает заданного значения.

Вследствие малого сопротивления дроссепростом исполнительном гидродвигателе, устройство позволяет получить высокую перерегул,ванне ско сти раб „его о н"Р Р б Рточность позицион гана 7. Расход жидкости, вытесняемый из рабочей полости 6 гидродвигателя 3 схватывающей ивод значительно о(Р ) становится больше заданного Ц

Их разност ЬЦ=Ц -Ц (при+) ) пос тупает в поршневую полость 22, обеспе-. о чивая возврат его поршня 18 в исходункпиональные возможности

20 гидропривода, обеспечивая переменность ное состояние (фиг. 4). После этого (+ М ) давление перед управляющим .гидрораспределителем 7 вновь возрасхарактеристик. Поскольку разгон гйдросмещение золотника 10 влево (по черт у5 жу фиг. 1) уме;ньшение площади его дросселирукнцих.окон 13 и 14 и торможейие

1 и 12 или 13 и 14 золотника

Далее перемещение золотника 10 и иэ9 или 10 обеспечива менение площади его дросселирующих быстродействие исп ите род йствие исполнительного механизма. окон 13 и 14 происходит до тех пор (Ь"- ), пока последние(при Z=Zo) не

Для промышленного использования будут соответствовать (при данномсос4 аз аботанного ив а го привода не потребуется

) хврем " хит дополнительных о .у и рабочей IIOB0cTH 6 rHElpoLRBrra aeenms 3 а ому, что g = {, П

, с Ьс Ь 5 происходи Г движение Рабочего органа 4 с установившейся ско исполнительных cò ойств. ных у тройств. ростью, и перемещение его отличается от идеального липп на величину Fy20 (5 р у р ения

0 40фо

Всякое изменение скорости рабочего органа 4, в том числе и по ричине изменения внешней нагрузки, вызывает поший магист али нагнетания явление неравенства Q@g Ц, перемещение золотника 10; перераспределение давлений в рабочих полостях 5 и 6, гид полостей, подключенных к магистралям родвигателя 3 и приведение схемы в нагнетания и слива через распределиустановившееся состояние, в котором тельное устройство, включающее управQlI,-Q, После запирания окон управляю- лямший гидрораспределитель и коррекmего гндрораспределителя 7 инерция тируюшее устройство, выполненное в

50 движения рабочего органа 4 Обеспечивает виде расположенных в корпусе пары заполнение торцовой полости 16 золот золотников и образующих с ним сосп инка 10 и приведение его в-исходное ветственно дросселируюшие окна, сообсостояние, в котором рабочие полости щепные с магистралями нагнетания и

5 и 6.гидродвигателя 3 отсечены от слива, и торцовые полости, и двух порш5S магистралей 1 и 2 нагнетания и слива.. ней, установленных в корпусе с образоваИтоговое (на импульс) перемещение нием штоковых и поршневых полостей, рабочего органа 4 (фиг. 6) отличается о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с

989171 целью повышения точности на переходных режимах и повышения быстродействия, поршни и золотники корректирующего уст ройства расположены в корпусе раздельно и снабжены гидроуправляемыми толкателя- S ми, управляющие полости которых подключены к магистрали нагнетания, торцовые полости золотников связаны с поршневы« ми полостями, а штоковые полости - с магистралью cnsaa, причем разность отно- шений площади поперечного сечения управ ляющих полостей соответствующих толкателей к торцовым плошадям золотников и поршней выполнена в диапазоне от нуля до единицы 35

2. Гидропривод по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью управления технологии изготовления и повышения стабилизации давления, поверхности толкателей, контактирующие с золотниками и поршнями, выполнены сферическими, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Константинов Л. П. и др. Инвариантный гидропривод. Х1У Всесоюзное совещание по гидравлической автоматике

23-25 июля 1976 r. г. Владимир. Тезисы докладов. М, "Институт проблем управления" 1976, с. 121-124, рис. 1.