ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД Российский патент 1998 года по МПК F15B9/02 F15B11/12 

Изобретение относится к устройствам автоматического управления рабочими органами и процессами преимущественно при воздействии экстремальных условий, например, в системах управления ракетой.

Известен гидравлический привод, включающий управляющий элемент, гидравлический усилитель, силовой гидравлически цилиндр и устройство обратной связи, включающее ролик, связанный со штоком управляющего элемента и кулачок, связанный с выходным валом привода [1 с. 68-69].

Недостатком указанной конструкции является возможность поворота ролика вокруг оси штока управляющего элемента, при том возникает трение скольжения вместо трения качения при обкатке ролика по кулачку и появляется радиальная составляющая усилия на штоке управляющего элемента, что ведет к повышенному трению в приводе и ухудшению его эксплуатационных характеристик.

Наиболее близким к предложенному способу устройству-прототипу является гидравлический привод (авт.св. СССР N 1791625), содержащий цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) со штоком, соединенный с плавающими поршнями механизма перемещения распределителя, подключенного к исполнительному двигателю, связанному с выходным валом привода, на котором закреплен кулачок обратной связи с эвольвентной образующей наружной поверхности, опертый на ролик, установленный с возможностью вращения на штоке ЦАП с помощью оси, параллельной выходному валу привода.

Недостатком указанной конструкции является повышенное трение выходного штока ЦАП из-за возникновения радиальной составляющей усилия на нем при взаимодействии с кулачком обратной связи.

Техническим результатом использования изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик привода путем уменьшения трения.

Технический результат достигается тем, что в предложенном гидравлическом приводе, содержащем ЦАП со штоком, соединенным с плавающими поршнями механизма перемещения распределителя, подключенного к исполнительному двигателю, связанному с выходным валом привода, на котором закреплен кулачок обратной связи с эвольвентной образующей наружной поверхности, опертый на ролик, установленный с возможностью вращения на штоке ЦАП с помощью оси, параллельной выходному валу привода, в отличие от прототипа, в нем окружность эвольвенты соосна с выходным валом привода, ось ролика размещена в плоскости, проходящей через ось выходного штока ЦАП и линию касания ролика с кулачком, при этом ось выходного штока ЦАП размещена по касательной к окружности эвольвенты кулачка обратной связи.

Центр кривизны эвольвенты лежит на касательной к окружности эвольвенты [2 с. 112], т.е. касательная к окружности эвольвенты в месте пересечения перпендикулярна эвольвентной кривой. Совпадение оси выходного штока ЦАП с нормалью к эвольвенте, а также размещение оси выходного штока ЦАП в плоскости, проходящей через ось ролика и линию касания ролика с кулачком, устраняет внецентренное сжатие выходного штока ЦАП, т.е. уменьшает трение выходного штока ЦАП в корпусе за счет снижение радиальной составляющей усилия при взаимодействии его с кулачком обратной связи.

На фиг. 1 представлен общий вид гидравлического привода; на фиг. 2 - место контакта ролика и кулачка обратной связи.

Гидравлический привод включает цифро-аналоговый преобразователь 1 с поршневой цепочкой 2 и штоком 3, взаимодействующим с золотниковым распределительным устройством 4. ЦАП 1 связан гидравлическими магистралями с исполнительным двигателем 5, приводящим в движение выходной вал 6 привода.

На выходном валу 6 привода закреплен кулачок 7 с эвольвентной образующей наружной поверхности, причем окружность эвольвенты соосна с выходным валом 6 привода, на штоке 3 ЦАП установлен ролик 8. Ось ролика 8 параллельна выходному валу 6 привода и размещена в плоскости, проходящей через ось выходного штока 3 ЦАП и линию касания ролика с кулачком, т.е. ось выходного штока 3 ЦАП проходит через точки А и Б (фиг. 2). Кроме того, ось выходного штока 3 ЦАПа размещена по касательной к окружности Г эвольвенты кулачка в точке В (фиг. 2).

При подаче электрического сигнала на ЦАП 1 поршневая цепочка 2, размещенная между штоком 3 ЦАП и золотниковым распределительным устройством 4, приходит в движение и открывает щели в золотниковом распределительном устройстве. Эти щели связывают линии слива и нагнетания с цилиндром исполнительного двигателя 5, который приводит во вращение выходной вал 6 привода. Кулачок 7 поворачивается вместе с выходным валом 6, при этом ролик 8 обкатывается по кулачку 7, поворачиваясь вокруг своей оси, заставляя шток 3 перемещаться в сторону закрытия щелей в золотниковом распределительном устройстве 4.

Выполнение окружности Г эвольвенты соосно с выходным валом привода, размещение оси ролика в плоскости, проходящей через ось выходного штока ЦАП и линию касания ролика с кулачком, а также размещение оси выходного штока ЦАП по касательной к окружности Г эвольвенты кулачка обратной связи позволяет устранить внецентренное сжатие выходного штока ЦАП, что уменьшает трение выходного штока ЦАП в корпусе за счет снижения радиальной составляющей усилия при взаимодействии его с кулачком обратной связи. Уменьшение трения позволяет улучшить характеристики привода.

Литература:
1. Библиотека по автоматике. Вып. 180. Темный В.П. Гидравлические регуляторы. М-Л: Энергия, 1966.

2. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике, М: Физматгиз, 1962.

Использование: в устройствах автоматического управления рабочими органами и процессами преимущественно при воздействии экстремальных условий. Сущность изобретения: гидравлический привод включает цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) с поршневой цепочкой и штоком, взаимодействующим с золотниковым распределительным устройством. ЦАП связан гидравлическими магистралями с исполнительным двигателем, приводящим в движение выходной вал привода. На выходном валу привода закреплен кулачок обратной связи с эвольвентной образующей, причем окружность эвольвенты соосна с выходным валом привода, на штоке ЦАП установлен ролик. Ось ролика параллельна выходному валу привода и размещена в плоскости, проходящей через ось выходного штока ЦАП и линию касания ролика с кулачком. Кроме того ось выходного штока ЦАП размещена по касательной к окружности эвольвенты кулачка. Выполнение окружности эвольвенты соосно с выходным валом привода, размещение оси ролика в плоскости, проходящей через ось выходного штока ЦАП и линию касания ролика с кулачком, а также размещение оси выходного штока ЦАП по касательной к окружности эвольвенты кулачка обратной связи позволяют устранить внецентренное сжатие выходного штока ЦАП, что уменьшает трение выходного штока ЦАП в корпусе за счет снижения радиальной составляющей усилия при взаимодействии его с кулачком обратной связи. 2 ил.

Гидравлический привод, содержащий цифроаналоговый преобразователь со штоком, соединенным с плавающими поршнями механизма перемещения распределителя, подключенного к исполнительному двигателю, связанному с выходным валом привода, на котором закреплен кулачок обратной связи с эвольвентной образующей наружной поверхности, опертый на ролик, установленный с возможностью вращения на штоке цифроаналогового преобразователя с помощью оси, параллельной выходному валу привода, отличающийся тем, что в нем окружность эвольвенты соосна с выходным валом привода, ось ролика размещена в плоскости, проходящей через ось выходного штока цифроаналогового преобразователя и линию касания ролика с кулачком, при этом ось выходного штока цифроаналогового преобразователя размещена по касательной к окружности эвольвенты кулачка обратной связи.