ДВУХКАСКАДНЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК F15B3/00 

Изобретение относится к области машиностроительной гидравлики и может быть использовано в системах управления различных машин, судов, летательных аппаратов, технологического оборудования и др.

Известны двухкаскадные электрогидравлические усилители, содержащие электромеханический преобразователь с постоянными поляризующими магнитами, катушками управления, верхней и нижней полюсными пластинами, Т-образным якорем, жестко закрепленными к нему заслонкой и пружиной обратной связи, гидроусилитель типа "сопло-заслонка", используемый в качестве первого каскада усиления, распределительный золотник, используемый в качестве второго каскада усиления. (См. авторские свидетельства СССР 234076, 478493, 631686, 723238, патенты США 3023782, 1357444, 3814131, 3331383, 422743, патенты Великобритании 1375517, 1580472, 2040509, 2123165, 2153110, 3455394, патент Франции 2362289, патент ФРГ 2032361).

Наиболее близким к данному предлагаемому изобретению по технической сущности является электрогидравлический усилитель по авторскому свидетельству СССР 631686, который содержит электромеханический преобразователь с постоянными поляризующими магнитами, катушками управления, верхней и нижней полюсными пластинами, Т-образным якорем, с жестко закрепленными к нему заслонкой и пружиной обратной связи, электрогидравлический усилитель типа "сопло-заслонка", управляемый электромеханическим преобразователем и используемый в качестве первого каскада усиления, распределительный золотник, шарнирно связанный с якорем электромеханического преобразователя посредством пружины обратной связи и используемый в качестве второго каскада усиления.

Недостатком известных электрогидравлических усилителей является то, что у них при эксплуатации изменяются гидравлические сопротивления дросселей из-за засорения и износа их кромок, вследствие чего нарушается равновесие моста первого каскада усиления и увеличивается смещение нуля расходной характеристики гидроусилителя.

Технической задачей настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей электрогидравлического усилителя с обеспечением регулировки смещения нуля его расходной характеристики.

Данная задача решается тем, что в электрогидравлическом усилителе, содержащем в общем корпусе электромеханический преобразователь с постоянными поляризующими магнитами, катушками управления, верхней и нижней полюсными пластинами, Т-образным якорем, жестко закрепленными к нему заслонкой и пружиной обратной связи, первый каскад усиления, представляющий собой гидравлический мост, состоящий из объединенных между собой гидролиниями напора и слива двух постоянных дросселей и дифференциального дросселя типа "сопло-заслонка", образованным двумя встречными соосно расположенными соплами, между которыми расположена заслонка электромеханического преобразователя. В диагональ моста включен шарнирно связанный с якорем электромеханического преобразователя посредством пружины обратной связи распределительный золотник, используемый в качестве второго каскада усиления. В отверстии верхней полюсной пластины электромеханического преобразователя расположен постоянный магнит, установленный дифференциально по отношению к хвостовику якоря и двум верхним рабочим воздушным зазорам с возможностью поворота относительно оси хвостовика якоря.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где
- на фиг.1 изображена общая схема электрогидравлического усилителя;
- на фиг.2 показано расположение магнита, когда его силовые линии параллельны якорю;
- на фиг.3 показано расположение магнита, когда его силовые линии перпендикулярны якорю.

Электрогидравлический усилитель содержит корпус 1, электромеханический преобразователь с двумя постоянными поляризующими магнитами 2, двумя катушками управления 3, с верхней 4 и нижней 5 полюсными пластинами, Т-образным якорем 6, к которому жестко закреплены заслонка 7 и пружина обратной связи 8, соединенные между собой гидролиниями напора и слива два постоянных дросселя 9, которые вместе с дифференциальным дросселем типа "сопло-заслонка", образованным двумя встречными соосно расположенными соплами 10, между которыми располагается заслонка 7, образуют гидравлический мост, являющийся первым каскадом усиления. В диагональ моста включен шарнирно связанный с якорем 6 электромеханического преобразователя через пружину обратной связи 8 распределительный золотник 11, представляющий собой второй каскад усиления.

В отверстии верхней полюсной пластины 4 электромеханического преобразователя расположен постоянный магнит 12, установленный дифференциально по отношению к хвостовику якоря и двум верхним рабочим зазорам δ₁ и δ₂ электромеханического преобразователя с возможностью поворота относительно оси хвостовика якоря.

Работает электрогидравлический усилитель следующим образом.

При подаче тока управления в катушки 3 в якоре 6 образуется магнитный поток управления Ф_У, при взаимодействии которого с поляризующими магнитными потоками Ф_П, создаваемыми постоянными магнитами 2, возникает момент, действующий на якорь, под действием которого якорь отклоняется от среднего положения. Равновесие гидравлическою моста нарушается и появляется разница давлений в рабочих камерах 13 и 14. Золотник перемещается в сторону камеры с меньшим давлением, прогибая пружину обратной связи 8 до тех пор, пока моменты, создаваемые якорем и пружиной обратной связи, не уравновесятся. Золотник займет новое устойчивое положение, соответствующее величине и полярности тока управления. Таким образом, каждому значению тока управления и его полярности соответствует определенное положение золотника.

Постоянный магнит 12 создает магнитный поток смещения Ф₁, который замыкается по якорю и верхним рабочим воздушным зазорам, и, взаимодействуя с поляризующими потоками Ф_П, вызывает отклонение якоря от нейтрального положения, причем наибольшее значение Ф_1МАХ наступает при расположении магнита, когда его силовые линии параллельны якорю (см. фиг.2). При расположении магнита, когда его силовые линии перпендикулярны якорю, (см. фиг.3) Ф₁=0. Таким образом, при повороте магнита 12 относительно оси хвостовика якоря от 0^o до ±90^o магнитный поток смещения Ф₁ изменяется от 0 до Ф_1МАХ, что равносильно изменению тока управления в катушках от 0 до 50% от номинального тока управления для магнитов с высокой коэрцитивной силой, например, для редкоземельных магнитов, а это в свою очередь позволяет производить регулировку смещения нуля расходной характеристики электрогидравлического усилителя.

Работоспособность данной конструкции подтверждена натурными испытаниями опытных образцов на гидронажимных устройствах листопрокатных станов 1700, 2000 на предприятии ОАО "Северсталь" г. Череповец, выправочно-рихтовочных машинах ВПР-1500 на предприятиях MПC.

Усилитель предназначен для усиления мощности в гидравлических системах управления различных машин. Усилитель содержит в общем корпусе электромеханический преобразователь с постоянными поляризующими магнитами, катушками управления, верхней и нижней полюсными пластинами, Т-образным якорем, с жестко закрепленными к нему заслонкой и пружиной обратной связи, первый каскад усиления, представляющий собой гидравлический мост с двумя постоянными дросселями и дифференциальным дросселем типа "сопло-заслонка", образованным с двумя встречными соосно расположенными соплами, между которыми расположена заслонка электромеханического преобразователя, а в диагонали моста расположен распределительный золотник, выполняющий функцию второго каскада усиления, золотник шарнирно связан с якорем электромеханического преобразователя при помощи пружины обратной связи, при этом в отверстии верхней полюсной пластины расположен постоянный магнит, установленный дифференциально по отношению к хвостовику якоря и верхним воздушным зазорам с возможностью поворота относительно оси хвостовика якоря. Технический результат - повышение надежности. 3 ил.

Двухкаскадный электрогидравлический усилитель мощности, содержащий в общем корпусе электромеханический преобразователь с постоянными поляризующими магнитами, катушками управления, верхней и нижней полюсными пластинами, Т-образным якорем, с жестко закрепленными к нему заслонкой и пружиной обратной связи, первый каскад усиления, представляющий собой гидравлический мост с двумя постоянными дросселями и дифференциальным дросселем типа "сопло-заслонка", образованным с двумя встречными соосно расположенными соплами, между которыми расположена заслонка электромеханического преобразователя, а в диагонали моста расположен распределительный золотник, выполняющий функцию второго каскада усиления, золотник шарнирно связан с якорем электромеханического преобразователя при помощи пружины обратной связи, отличающийся тем, что для обеспечения возможности регулировки смещения нуля расходной характеристики в отверстии верхней полюсной пластины расположен постоянный магнит, установленный дифференциально по отношению к хвостовику якоря и верхним воздушным зазорам с возможностью поворота относительно оси хвостовика якоря.