РЕВЕРСИВНЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ШАГОВЫЙ ПРИВОД Российский патент 2008 года по МПК F15B11/12 F15B13/16 F15B15/08 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано и в других областях, а именно в приводах для передачи тягового усилия перемещаемому объекту.

Известен гидравлический шаговый привод, содержащий по меньшей мере два гидроцилиндра с установленными в них поршнями с образованием рабочих полостей, захват с управляющей полостью, обеспечивающий силовую связь поршней с силовой штангой, маслостанцию и систему управления, которой присущи недостатки - сложность конструкции и недостаточная надежность работы захвата, связанная с наличием отдельной системы управления захвата. Указанные недостатки устранены в техническом решении [1].

Однако известное решение также не свободно от недостатков, которые выражаются в сравнительно низкой надежности, так как содержат большое количество управляющих элементов - распределителей, большое количество гидронасосов в маслостанции. Отмеченные недостатки частично устранены в техническом решении [2].

Недостатком известного устройства является то, что поршень гидроцилиндра с гибким штоком создает тяговое усилие только в одном направлении и не способен работать в реверсивном режиме.

Цель изобретения - создание реверсивного гидравлического шагового привода, свободного от указанных недостатков, т.е. способного создавать тяговое усилие в обоих направлениях.

Поставленная цель достигается тем, что реверсивный гидравлический шаговый привод содержит гидроцилиндр с рабочей и возвратной полостями и узлами герметизации, поршень и шток, узел уплотнения поджимного сальника с нажимным элементом, размещенным в поршне, и полостью, сообщенной с рабочей полостью гидроцилиндра, узел фиксации в виде подпружиненной конической цанги, охватывающей шток и взаимодействующей с расточкой поршня и приводным элементом, выполненным в виде ступенчатого поршня со сквозным осевым каналом, и распределители, сообщающие полости гидроцилиндра с источником питания и сливом, при этом на гибком штоке размещен второй такой же гидроцилиндр, направление вектора тяги которого противоположно направлению вектора тяги первого, и возвратная полость которого соединена с возвратной полостью первого гидроцилиндра и с гидропневмоаккумулятором, а распределители соединяют только рабочие полости указанных гидроцилиндров и подключают их к источникам питания и сливу, причем, для осуществления реверсивного тягового движения размещенных в цилиндрах поршней, переключение распределителей происходит за счет подачи на них сигналов от соответствующих гидроцилиндров через логические элементы «И».

На фиг.1 изображен предлагаемый реверсивный гидравлический шаговый привод, его принципиальная схема; на фиг.2 изображен разрез поршня с гибким штоком.

Реверсивный гидравлический шаговый привод содержит цилиндр 1 с рабочей 2 и возвратной 3 полостями и узлами 4 и 5 герметизации, насосный агрегат 6, распределители 7 и 8, датчики 9 и 10 контроля положения. В цилиндре 1 установлен поршень 11, имеющий возможность перемещения вдоль гибкого штока 12. Поршень 11 выполнен с расточкой 13, в которой размещена коническая цанга 14, подпружиненная при помощи пружины 15 относительно поршня 11, охватывающая гибкий шток 12 и взаимодействующая со ступенчатым поршнем 16, размещенным в поршне 11. Шток 12 уплотнен относительно поршня 11 поджимным сальником 17 с нажимным элементом 18. Ступенчатый поршень 16 и нажимной элемент 18 образуют в расточке 13 поршня 11 полости 19-21. При этом полости 19 и 21 сообщены посредством зазоров между частями сборного поршня с возвратной полостью 3, а полость 20 - с рабочей полостью 2. Гибкий шток 12 проходит также через второй гидроцилиндр 22, имеющий такие же узлы герметизации 4 и 5, рабочую 23 и возвратную полость 24 и поршень 25, имеющий точно такую же конструкцию, что и поршень 11 и поэтому изображенный на чертеже без разреза - непрозрачным. При этом поршень 25 так расположен в гидроцилиндре 22, что тяговое усилие, развиваемое им, направлено противоположно тяговому усилию, развиваемому поршнем 11. Возвратные полости 3 и 24 соединены между собой и гидропневмоаккумулятором 26 трубопроводами. Сигнал о крайнем левом положении поршня 11 и о крайнем левом положении поршня 25 поступает через логический элемент «И» 27 на датчик положения 10, а сигнал о правом положении поршня 11 и правом положении поршня 25 поступает через логический элемент «И» 28 на датчик положения 9.

Реверсивный гидравлический шаговый привод работает следующим образом.

При подаче рабочей среды от насосного агрегата 6 через распределители 7 и 8 в рабочую полость 2 гидроцилиндра 1 рабочая среда одновременно по зазорам в сборном поршне 11 попадает в полость 20, воздействует на поршень 16 и нажимной элемент 18, осуществляя посредством цанги 14 фиксацию поршня 11 относительно гибкого штока 12 и надежное зажатие сальника 17 в зависимости от давления рабочей среды. Поршень 11 и шток 12, зафиксированные друг относительно друга, перемещаются влево (по чертежу) и перемещает гибкий шток 12. При этом рабочая жидкость из возвратной полости 3 гидроцилиндра 1 выдавливается в возвратную полость 24 гидроцилиндра 22 и частично в гидропневмоаккумулятор 26, заставляя перемещаться поршень 25 в левое положение (поршень 25 работает так же как и поршень 11), выдавливая жидкость из полости 23 через распределитель 8 на слив. При подходе поршня 11 к крайнему левому положению и поршня 25 к крайнему левому положению, сигналы об этом, через логический элемент «И» 27 (то есть, когда поршни обоих гидроцилиндров, двигаясь в одном направлении, достигнут левого крайнего положения, необходимого для переключения на обратное движение), будут поданы к датчику контроля положения 10. При этом распределитель 8 переключается в положение подачи рабочей среды в рабочую полость 23 гидроцилиндра 22 (рабочая полость 2 при этом сообщается со сливом). Поршень 25 при этом будет зафиксирован со штоком 12 (таким же образом как в предыдущем случае это происходило с поршнем 11) и начнет перемещаться в правое положение, осуществляя перемещение гибкого штока 12. В это же время рабочая жидкость из возвратной полости 24 будет выдавливаться в возвратную полость 3 гидроцилиндра 1 и частично в гидропневмоаккумулятор 26. Одновременно рабочая среда по зазорам в сборном поршне 11 попадает в полости 19 и 21, воздействует на ступенчатый поршень 16 и нажимной элемент 18, последние перемещаются в положение, позволяющее осуществить расфиксацию поршня 11 относительно штока 12 и ослабить зажатие сальника 17. Поршень 11 перемещается относительно штока 12 вправо. По достижении поршнем 11 крайнего правого положения и поршня 25 крайнего правого положения, сигналы об этом, через логический элемент «И» 28 (то есть, когда поршни обоих гидроцилиндров, двигаясь вправо, достигнут положения, необходимого для переключения на обратное движение), будут поданы к датчику контроля положения 9. При этом распределитель 8 переключится в положение подачи рабочей среды в рабочую полость 2 гидроцилиндра 1. Далее цикл повторяется многократно, если система не будет отключена распределителем 7.

Для остановки системы в любой момент (например, вручную) достаточно при помощи распределителя 7 прекратить подачу рабочей жидкости от маслостанции 6. Для возобновления работы достаточно включить распределитель 7, а для осуществления реверса необходимо воздействовать на систему распределителем 8 (например, при местном управлении).

Литература

1. А.с. СССР №993677, кл. F15В 11/12, 1983.

2. А.с. СССР №1404693, кл. F15В 11/12, 1988.

Привод предназначен для гидравлических устройств различных отраслей промышленности. Привод состоит из двух неподвижно закрепленных гидроцилиндров, через которые пропущен гибкий шток, выполненный из каната закрытой конструкции. Гибкий шток имеет возможность быть попеременно захватываемым поршнями с управляемыми цангами, которые позволяют перемещать канат с грузом. Перемещение указанных поршней происходит под действием рабочей жидкости, подаваемой в гидроцилиндры распределителями от маслостанции, а обеспечение согласованного движения поршней в автоматическом реверсивном режиме осуществляется за счет подачи сигналов управления, поступающих от соответствующих гидроцилиндров на распределитель, через логические элементы «И». Технический результат - расширение технологических возможностей привода. 2 ил.

Реверсивный гидравлический шаговый привод, содержащий гидроцилиндр с рабочей и возвратной полостями и узлами герметизации, поршень и шток, узел уплотнения поджимного сальника с нажимным элементом, размещенным в поршне и полостью, сообщенной с рабочей полостью гидроцилиндра, узел фиксации в виде подпружиненной конической цанги, охватывающей шток и взаимодействующей с расточкой поршня и приводным элементом, выполненным в виде ступенчатого поршня со сквозным осевым каналом и распределители, сообщающие полости гидроцилиндра с источником питания и сливом, отличающийся тем, что на этом же гибком штоке размещен второй такой же гидроцилиндр, вектор тяги которого противоположен вектору тяги первого, а возвратная полость его соединена с возвратной полостью первого гидроцилиндра и с гидропневмоаккумулятором, а распределители соединяют только рабочие полости указанных гидроцилиндров и подключают их к источникам питания и сливу, причем для осуществления реверсивного движения размещенных в них поршней переключение распределителей происходит за счет подачи на них сигналов от соответствующих гидроцилиндров через логические элементы И.