СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОЦЕНКИ И КОНТРОЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И ПАРАМЕТРОВ ЧЕТЫРЕХЛИНЕЙНОГО ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ С ПЛОСКИМ ПОВОРОТНЫМ ЗОЛОТНИКОМ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА Российский патент 2009 года по МПК F15B19/00 

Предлагаемое изобретение относится к гидроавтоматике и касается, в частности, создания высокоэффективных четырехлинейных гидрораспределителей с плоским поворотным золотником, широко применяемых в гидроприводах с ручным или автоматическим управлением для следящих систем управления летательных аппаратов.

Применение в приводе четырехлинейных дросселирующих гидрораспределителей с плоским поворотным золотником позволяет значительно упростить конструкцию механизма передачи управляющего сигнала и одновременно обеспечить высокую надежность привода.

Распределители с плоским золотником имеют ряд преимуществ перед распределителями с цилиндрическим золотником. Главное их достоинство заключается в малой чувствительности к загрязнению рабочей жидкости, на которой они работают, отсутствии опасности их заклинивания. Распределители с плоским поворотным золотником отличаются высоким быстродействием - время перемещения из среднего положения в любое крайнее - не более 0,03 с.

Качество выходных параметров и характеристик гидрораспределителей во многом определяется точностью изготовления его дросселирующих золотниковых пар. Высокая надежность, долговечность, чувствительность, достаточно малые усилия управления, незначительные непроизводительные утечки - главные показатели качества гидрораспределителей.

Для повышения чувствительности гидрораспределителей его плоские поворотные золотники изготавливаются с минимальными перекрытиями, не превышающими 0,015…0,025 мм. При этом необходимо отметить, что для обеспечения высокой точности управления геометрические перекрытия у плоских поворотных золотников по напорным и сливным кромкам должны выполняться одинаковыми с высокой точностью. Выполнение таких жестких требований создает технологические трудности как при изготовлении, так и при контроле плоских поворотных золотников гидрораспределителей.

Качественные показатели гидрораспределителей в процессе и после их изготовления чаще всего контролируются пневматическим или гидравлическим методами, в основе которых лежит измерение расхода воздуха или жидкости через проходные сечения рабочих окон распределительных плит (втулок) при ограниченных смещениях плоских золотников и определение действительных геометрических перекрытий золотника распределительного устройства.

Пневматические способы контроля золотниковых пар позволяют достичь высокой точности измерения, культуры производства и простоты применяемого оборудования, составные части которого во многих случаях стандартизованы и широко используются в промышленности.

Известен, например, способ пневматического контроля четырехлинейного гидрораспределителя, реализованный в устройстве для пневматического контроля четырехлинейного гидрораспределителя (см. журнал «Авиационная промышленность», №4, М., 1973 г., с.33, рис.11). Анализ известного устройства показывает, что технологические и функциональные возможности этого устройства в части обеспечения высокой точности формирования перекрытий достаточно ограничены, что объясняется отсутствием в конструкции известного устройства регулирующих элементов, позволяющих плавно и бесступенчато изменять положение золотника относительно рабочих окон неподвижно установленной распределительной втулки (плиты).

Следует отметить, что рабочей средой в известных устройствах пневматического контроля золотниковых пар гидрораспределителей является воздух, в связи с чем известные способы пневматического контроля используются преимущественно в процессе изготовления золотниковых пар, при формировании геометрических микроперекрытий по напорным и сливным отсечным кромкам золотника.

Кроме этого способы пневматического контроля и устройства для их осуществления в целом не позволяют объективно оценивать характеристики и параметры золотниковых пар при работе их в составе гидрораспределителя на жидких рабочих средах с высоким давлением, поэтому гидравлические характеристики и параметры золотниковых пар на практике отрабатываются и контролируются на гидравлических установках или непосредственно в составе гидропривода.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является способ гидравлического контроля четырехлинейного гидрораспределителя, реализованный в установке (стенде) для контроля гидравлических характеристик с плоским поворотным золотником (диском) (см. журнал «Авиационная промышленность», №2, М., 1971 г., с.76, рис.1).

Известный способ и установка (прототип) содержит максимальное число сходных с заявляемым способом и установкой существенных признаков, а именно: обе установки предназначены для определения перекрытий и гидравлических характеристик при перепаде давления Δр=р_н-р_с, где р_н - давление нагнетания, а р_с - давление слива, созданного путем подачи в напорный канал гидрораспределителя рабочей жидкости и отвода ее в общий канал слива при прохождении потока рабочей среды через дросселирующие спрофилированные рабочие окна распределительной плиты при определенных смещениях (поворотах) плоского поворотного золотника относительно среднего (нулевого) положения, при этом каждая из установок включает в себя корпус с размещенными в нем испытуемыми деталями - плоским поворотным золотником (диском) и распределительной плитой, сообщенной с линиями нагнетания и слива, с встроенными манометрами, ротаметр-расходомер, вход которого сообщен с линией нагрузки, а выход - с линией слива.

Конструкция известной установки аналога-прототипа повторяет недостаток устройства аналога - установки пневматического контроля четырехлинейного гидрораспределителя, приведенного выше, заключающийся в отсутствии регулирующих элементов, позволяющих при контроле бесступенчато изменять положение золотника относительно рабочих окон неподвижно установленной распределительной втулки.

Другим недостатком известного устройства является то, что для осуществления поворота золотника предполагается применение технологического управляющего вала, обязательная замена которого на рабочий вал при окончательной сборке модуля гидрораспределителя приводит к ошибкам в точности установки вала и изменению технических характеристик.

Указанные недостатки снижают эффективность известного способа определения гидравлических характеристик золотниковой пары с использованием известной установки и ограничивают его применение в процессе производства гидрораспределителей.

Технической задачей предлагаемого изобретения помимо сохранения известного способа и установки, использующихся при определении и контроле гидравлических характеристик золотниковой пары гидрораспределителя с плоским поворотным золотником, является повышение эффективности способа определения, оценки и контроля гидравлических характеристик и параметров четырехлинейного гидрораспределителя с плоским поворотным золотником за счет:

- реализации возможности вести процесс определения, оценки и контроля гидравлических характеристик золотниковой пары в составе собранного блока-модуля гидрораспределителя со всеми входящими в него деталями, включая управляющий вал;

- реализации возможности выполнить установку для контроля гидравлических характеристик и параметров гидрораспределителя в виде отдельного блока, в автономном исполнении;

- введения в установку регулирующей части с визуальным контролем, позволяющей через кинематическое звено осуществить микроперемещения (рассогласования) золотника относительно спрофилированных рабочих окон распределительной плиты (втулки) в ту или другую стороны от исходного (среднего) положения с возможностью варьирования по углу поворота с жесткой фиксацией по положению от нуля до максимального заданного значения.

Указанный технический результат по способу определения, оценки и контроля гидравлических характеристик и параметров четырехлинейного гидрораспределителя с плоским поворотным золотником достигается заполнением внутреннего рабочего объема гидрораспределителя рабочей жидкостью и создания перепада давления Δр=р_н-р_с, где: р_н - давление нагнетания, а р_с - давление слива, путем подачи в напорный канал гидрораспределителя рабочей жидкости и отвода ее в общий канал слива при прохождении потока рабочей среды через дросселирующие спрофилированные рабочие окна каналов управления распределительной плиты при определенных смещениях (поворотах) плоского поворотного золотника относительно среднего (нулевого) положения, используют установку, содержащую корпус с размещенными в нем испытуемыми деталями - плоским поворотным золотником (диском) и распределительной плитой, сообщенной с линиями нагнетания и слива, с встроенными манометрами, ротаметр-расходомер, вход которого сообщен с линией слива от гидрораспределителя, а выход - с линией слива магистрали, согласно изобретению на этапе проверки и определения гидравлических характеристик и технических параметров испытуемым является весь блок-модуль гидрораспределителя с входящими в него деталями, уплотняющими устройствами и управляющим валом, а корпус для их размещения снабжен опорным основанием и внутренней цилиндрической расточкой с закрытым торцом, на поверхности которого образованы отверстия для установки соединительных втулок с возможностью жесткой фиксации распределительной плиты в окружном направлении и герметичного соединения ее каналов управления, напора и соответствующих коммуникационных линий установки между собой, при этом в установку дополнительно введены регулирующее устройство и четыре запорных вентиля, один из которых вмонтирован на входе линии напорной магистрали, два других - в линии слива от гидрораспределителя, последний - в контур нагрузки с возможностью сообщения и разобщения каналов управления, причем составляющие контур нагрузки ветви управления снабжены манометрами, а регулирующее устройство выполнено в виде механизма бесступенчатой коррекции и визуального контроля, кинематически связанного с входным управляющим валом гидрораспределителя, регулирующий механизм коррекции и визуального контроля содержит две параллельно расположенные на некотором расстоянии друг от друга стойки, неподвижно закрепленные своими основаниями к корпусу гидрораспределителя или опорному основанию установки, в стойки соосно с опозитным расположением и с возможностью осевых перемещений встроены микрометрические резьбовые головки с подвижными шпинделями с плоскими опорными торцами и отсчетными устройствами, а указанная кинематическая связь выполнена в виде одноплечевого рычага-привода, симметрично размещенного между стойками регулирующего механизма с возможностью жесткого соединения его посадочной части с управляющим валом гидрораспределителя, а плечевой части - контактирования и взаимодействия с опорными торцами шпинделей микрометрических головок и тросовой проводкой для подвешивания груза, при этом оптимальное соотношение плеч (радиусов) поворотов рычага-привода регулирующего устройства и рычага поворота плоского золотника гидрораспределителя выбрано в соответствии с соотношением:

R_ppy/R_пз=3,6…4,5, где:

R_ppy - плечо (радиус) поворота рычага - привода управляющего вала, мм,

R_пз - плечо (радиус) поворота плоского золотника, мм,

согласно изобретению для осуществления смещений (поворотов) плоского золотника относительно профилированных рабочих окон каналов управления распределительной плиты в ту или другую стороны от среднего (нулевого) положения с возможностью варьирования по углу поворота с жесткой фиксацией по положению от нуля до максимального значения используют регулирующий механизм бесступенчатой коррекции и визуального контроля, для этого перед началом определения основных рабочих параметров гидрораспределителя находят среднее (нулевое) положение золотника при заглушенных линиях управления, после нескольких предварительных перекладок управляющего вала на рабочий угол в обе стороны, управляющий вал устанавливают в одно из положений, соответствующее рабочему углу поворота, а затем поворотом соответствующей резьбовой микрометрической головки механизма коррекции управляющий вал перемещают до положения, при котором разность давлений в гидролиниях управления не превышает 1,4 МПа, далее повторяют аналогичную операцию из другого положения управляющего вала, соответствующего рабочему углу поворота, значение угла поворота управляющего вала в пределах положений, при которых разность давлений в гидролиниях управления составляет 1,4 МПа, определяет зону нечувствительности гидрораспределителя, середина зоны нечувствительности соответствует среднему (нулевому) положению управляющего вала,

проверка одного из основных параметров гидрораспределителя - момента страгивания управляющего вала (золотника) осуществляется при установленном в начале испытаний нейтральном положении управляющего вала и заглушенных гидролиниях управления, к гидрораспределителю подведено рабочее давление, к рычагу привода управляющего вала подвешивается минимальный груз, под воздействием которого рычаг должен переместиться на величину, при которой разность давлений в гидролиниях управления должна составить не менее 5,6 МПа, далее производится несколько функциональных перекладок управляющего вала на рабочий угол поворота и повторно управляющий вал устанавливается в среднее (нулевое) положение, затем выдерживается в этом положении в течение 1 минуты и повторяется проверка момента страгивания по вышеуказанному способу, пропускаемый поток определяется как величина расхода рабочей жидкости через гидрораспределитель, проверка производится при соединенных между собой гидролиниях управления в положениях управляющего вала, отклоненного от среднего (нулевого) положения, на величину рабочего угла, при этом угол отклонения управляющего вала и осевое перемещение шпинделя регулирующего механизма связаны соотношением:

tgα=S/R_рру, где:

α - угол отклонения управляющего вала, градус,

S - величина осевого перемещения шпинделя микрометрической головки регулирующего механизма, мм,

R_рру - плечо (радиус) поворота рычага-привода управляющего вала, мм,

непроизводительные внутренние перетоки (утечки) рабочей жидкости определяются при заглушенных гидролиниях управления после нескольких предварительных перекладок управляющего вала на рабочие углы поворота, проверка осуществляется в среднем (нулевом) и отклоненных на рабочие углы положениях управляющего вала, при этом управляющий вал выдерживается в положениях замера в течение 5 с с последующим замером утечек из гидролинии слива в течение одной минуты,

согласно изобретению корпус установки для размещения блока-модуля гидрораспределителя выполнен из среднеуглеродистой низколегированной стали, упрочненной термической обработкой до значений средней твердости, причем посадочная поверхность - внутренняя цилиндрическая расточка корпуса подвергнута гальваническому твердому хромированию и хонингованию с последующей полировкой.

Внедрение способа, предусматривающего контроль гидравлических характеристик и параметров золотниковой пары в составе блока-модуля гидрораспределителя, а также выполнение установки для осуществления способа в автономном исполнении с микрорегулирующими элементами и устройствами по пространственному положению золотника решает задачу автономной проверки характеристик и параметров гидрораспределителя до постановки его в гидропривод, позволяет реализовать определенный алгоритм проведения контрольных испытаний, значительно сокращает цикл отработки характеристик и в сравнении с аналогами имеет более высокие параметры точности по управлению потоками рабочей среды.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где:

- на фиг.1 показан общий вид, разрез корпуса 1 устройства для определения, оценки и контроля гидравлических характеристик и параметров с размещенным в корпусе 1 блока-модуля четырехлинейным гидрораспределителем 11, кинематически связанным с регулирующим устройством 27 через рычаг-привод 49 и со схемой подсоединения блока-модуля гидрораспределителя 11 с расходомером-ротаметром 8 через запорные вентили 29 и 30. На входе линии напорной магистрали вмонтированы манометр 6 и запорный вентиль 28. В линию слива вмонтированы манометр 7, запорные вентили 29 и 30 и расходомер 8;

- на фиг.2 показан общий вид, разрез А-А на фиг.1, схема соединения блока-модуля четырехлинейного гидрораспределителя 11 с контуром нагрузки 32 с возможностью сообщения (разобщения) линий управления через запорный вентиль 31. В ветвях управления 33 и 34 контура нагрузки встроены манометры 35 и 36;

- на фиг.3 показан разрез Б-Б на фиг.1, общий вид, разрез регулирующего устройства - механизма бесступенчатой коррекции и визуального контроля 27 микроперемещений рычага-привода 49 управляющего вала 15 гидрораспределителя 11 (фиг.1);

- на фиг.4 показана схема элементов перемещений и кинематической связи механизма бесступенчатой коррекции и визуального контроля 27 с управляющим валом 15 и плоским поворотным золотником 2 гидрораспределителя 11.

Эти же чертежи иллюстрируют способ определения, оценки и контроля гидравлических характеристик и параметров четырехлинейного гидрораспределителя. Описание способа определения, оценки и контроля гидравлических характеристик и параметров гидрораспределителя дается на примере работы механизма бесступенчатой коррекции и визуального контроля.

Установка для определения, оценки и контроля гидравлических характеристик и параметров четырехлинейного гидрораспределителя с плоским поворотным золотником (см. фиг.1, фиг.2) содержит корпус 1 с размещенными в нем испытуемыми деталями - плоским поворотным золотником (диском) 2 и распределительной плитой 3, сообщенной с линиями нагнетания 4 и слива 5, с встроенными манометрами 6 и 7 соответственно, ротаметр-расходомер 8, вход которого 9 сообщен с линией слива 10 от гидрораспределителя 11, а выход - с линией слива магистрали 5.

На этапе проверки и определения гидравлических характеристик и параметров испытуемым является весь блок-модуль гидрораспределителя 11 с входящими в него деталями, например с корпусом 12, с опорным кольцом 13, прижимной плитой 14, уплотняющими устройствами, управляющим валом 15 (фиг.4) и другими деталями.

Корпус 1 для размещения блока-модуля 11 снабжен опорным основанием 16 и внутренней цилиндрической расточкой 17 с закрытым торцом 18, на поверхности которого образованы отверстия 19 для установки соединительных втулок 20 с возможностью жесткой фиксации распределительной плиты 3 в окружном направлении и герметичного соединения ее каналов управления 21 и 22, напора 23 и соответствующих коммуникационных линий 24, 25 и 26 установки между собой.

Кроме этого в установку дополнительно введены регулирующее устройство 27 и четыре запорных вентиля, один из которых 28 вмонтирован на входе линии напорной магистрали 4, два других 29 и 30 - в линии слива 10 от гидрораспределителя 11, а четвертый запорный вентиль 31 встроен в контур нагрузки 32 с возможностью сообщения и разобщения каналов управления 21 и 22, причем составляющие контур нагрузки 32 ветви управления 33 и 34 снабжены манометрами 35 и 36 соответственно.

Регулирующее устройство 27 выполнено в виде механизма бесступенчатой коррекции и визуального контроля (фиг.3), кинематически связанного с входным управляющим валом 15 гидрораспределителя 11 (фиг.4). Регулирующий механизм коррекции и визуального контроля 27 (фиг.3) содержит две параллельно расположенные на некотором расстоянии друг от друга стойки 37 и 38, неподвижно закрепленные своими основаниями 39 и 40 к корпусу 1. В стойки 37 и 38 соосно, с опозитным расположением и с возможностью осевых перемещений, встроены микрометрические резьбовые головки 41 и 42 с подвижными шпинделями 43 и 44 с плоскими опорными торцами 45 и 46 и отсчетными устройствами 47 и 48.

Кинематическая связь выполнена в виде одноплечевого рычага-привода 49 (фиг.4), симметрично размещенного между стойками 37 и 38 (фиг.3) регулирующего механизма 27 с возможностью жесткого соединения его посадочной части 50 (фиг.4) с управляющим валом 15 через обжимной квадрат 51, а плечевой части 52 - постоянного контактирования и взаимодействия с опорными торцами 45 и 46 шпинделей 43 и 44 микрометрических резьбовых головок 41 и 42 (фиг.3) и тросовой проводкой 53 и 54 (фиг.4) для подвешивания грузов 55 и 56.

Способ определения, оценки и контроля основных параметров четырехлинейного гидрораспределителя 11 с плоским поворотным золотником 2 с помощью регулирующего устройства 27 осуществляется следующим образом (фиг.1, 2).

Для осуществления смещений (поворотов) плоского золотника 2 относительно профилированных рабочих окон каналов управления 21 и 22 распределительной плиты 3 в ту и другую стороны от среднего (нулевого) положения с возможностью варьирования по углу поворота и с жесткой фиксацией по положению от нуля до максимального значения используют регулирующий механизм бесступенчатой коррекции и визуального контроля 27.

Для этого поворотами микрометрических резьбовых головок 41 и 42 (фиг.3) отклоняют плечо рычага-привода 49 управляющего вала 15 золотника 2. Перед началом определения основных параметров гидрораспределителя находят среднее (нулевое) положение золотника 2 при заглушенных линиях управления 33 и 34 (фиг.2) путем закрытия запорного вентиля 31 контура нагрузки 32, при этом запорные вентили 28 и 29 напора и слива открыты. Производят несколько предварительных перекладок управляющего вала 15 на рабочий угол в обе стороны, далее управляющий вал 15 устанавливают в одно из положений, соответствующее рабочему углу поворота, а затем поворотом соответствующей резьбовой микрометрической головки 41 или 42 регулирующего механизма 27 управляющий вал 15 плавно перемещают (поворачивают) в направлении к среднему (нулевому) положению до момента, при котором разность давлений в гидролиниях управления не превышает 1,4 МПа, при этом используются показатели манометров 35 и 36 контура нагрузки 32.

Далее повторяют аналогичную операцию из другого положения управляющего вала 15, соответствующего рабочему углу поворота. Значение угла поворота управляющего вала 15 в пределах положений, при которых разность давлений в гидролиниях управления 24 и 25 составляет 1,4 МПа, определяет зону нечувствительности гидрораспределителя 11, середина зоны нечувствительности соответствует среднему (нулевому) положению управляющего вала 15, которое фиксируется отсчетными устройствами 47 и 48 микрометрических головок 41 и 42 регулирующего устройства 27 (фиг.3).

Определение параметра гидрораспределителя 11 - момента страгивания управляющего вала 15 (соответственно и золотника 2) осуществляется при установленном в среднее (нулевое) положение управляющего вала 15 и заглушенных запорным вентилем 31 гидролиниях управления 33 и 34 (фиг.2). К гидрораспределителю 11 подводится давление рабочей жидкости. Далее отводится, например, шпиндель 43 микрометрической головки 41 регулирующего устройства 27 на расстояние, соответствующее рабочему углу поворота управляющего вала 15 (см. фиг.3, 4). К рычагу-приводу 49 управляющего вала плавно, без удара и рывка, подвешивается минимальный груз 55 (фиг.4), под воздействием которого рычаг 49 должен переместиться на величину, при которой разность давлений в гидролиниях управления 33 и 34 контура нагрузки 32 должна составить не менее 5,6 МПа, далее производится несколько функциональных перекладок управляющего вала 15 на рабочий угол поворота, и повторно управляющий вал 15 устанавливается в среднее (нулевое) положение, затем выдерживается в этом положении в течение 1 минуты и повторяется проверка момента страгивания по вышеуказанному способу.

Пропускаемый поток определяется как величина расхода рабочей жидкости через гидрораспределитель 11 при соединенных между собой гидролиниях управления 33 и 34 в положениях управляющего вала, отклоненного от среднего (нулевого) положения на величину рабочего угла, при этом запорные вентили напора 28, нагрузки 31, ротаметра 30 - открыты, запорный вентиль слива 29 - закрыт.

Непроизводительные внутренние перетоки (утечки) рабочей жидкости определяются при открытом запорном вентиле 28 (фиг.1) напора рабочей жидкости в гидрораспределитель 11 при заглушенных гидролиниях управления 33 и 34 (фиг.2) и закрытом запорном вентиле 31.

Производится несколько предварительных перекладок управляющего вала 15 на рабочие углы поворота. Определение утечек осуществляется в среднем (нулевом) и отклоненных на рабочие углы положениях управляющего вала 15, при этом управляющий вал 15 выдерживается в положениях замера в течение 5 секунд с последующим замером утечек из гидролинии слива в течение одной минуты.

Разработка способа определения, оценки и контроля гидравлических характеристик и параметров четырехлинйного гидрораспределителя с плоским поворотным золотником, а также устройств для осуществления способа решает техническую задачу проведения финишных гидравлических испытаний золотниковой пары (золотник - распределительная плита) в составе всего блока-модуля гидрораспределителя, причем автономно, до монтажа в гидропривод, что значительно сокращает цикл отработки характеристик гидрораспределителя и исключает износ и механические повреждения уплотняемой посадочной поверхности гнезда гидропривода под установку гидрораспределителя за счет сведения до минимума количества съемов и стыковок гидрораспределителя к гидроприводу, объективно возникающих в процессе отработки параметров в составе гидропривода. Вопрос защиты посадочных (стыкуемых) поверхностей гидропривода от износа и механических повреждений на всех стадиях его выпуска приобретает особо важное значение в связи с тем, что, например, корпуса приводов для летательных аппаратов с целью уменьшения их массы изготовляются из легких алюминиевых сплавов, обладающих невысокими механическими свойствами.

Следует отметить, что предложенная конструкция установки с регулирующим устройством и индивидуальной визуальной системой микроотсчета перемещений золотника позволяет производить контроль:

- силовой (перепадной) характеристики гидрораспределителя, представляющей собой зависимость перепада давления от величины входного сигнала управления,

- статической характеристики гидрораспределителя - зависимости расхода рабочей среды от величины перемещения золотника без приложения внешней нагрузки,

- обобщенных (нагрузочных) характеристик при подсоединении установки к реальным внешним нагрузкам, действующим на гидропривод и представляющих собой зависимость расходов от давлений нагрузки.

Выполнение корпуса установки для размещения блока-модуля гидрораспределителя из среднеуглеродистой низколегированной стали, упрочненной термической обработкой до значений средней твердости, позволяет значительно повысить срок службы самой установки и соответственно качество выпускаемых гидрораспределителей и гидроприводов в целом, а введение в установку для испытаний дополнительного регулирующего устройства с визуальной системой микроотсчета смещений плоского золотника позволило повысить точность регулировки и управления потоками рабочей жидкости гидрораспределителя в составе гидроприводов систем управления летательными аппаратами.

Способ относится к гидроавтоматике и может быть реализован при создании высокоэффективных четырехлинейных гидрораспределителей с плоским поворотным золотником, широко применяемых в гидроприводах с ручным или автоматическим управлением следящих систем управления летательных аппаратов. Способ заключается в осуществлении смещений (поворотов) плоского золотника относительно профилированных рабочих окон каналов управления распределительной плиты в ту и другую стороны от среднего (нулевого) положения с возможностью варьирования по углу поворота с жесткой фиксацией по положению от нуля до максимального значения, для чего используется установка, содержащая корпус с испытуемым блок-модулем гидрораспределителя со всеми входящими в него деталями и управляющим валом, а также микрорегулирующее устройство, выполненное в виде механизма бесступенчатой коррекции и визуального контроля, кинематически связанное с входным валом гидрораспределителя. Технический результат - повышение надежности. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ определения, оценки и контроля гидравлических характеристик и параметров четырехлинейного гидрораспределителя с плоским поворотным золотником, включающий заполнение внутреннего рабочего объема гидрораспределителя рабочей жидкостью и создание перепада давления Δр=р_н-р_с, где р_н - давление нагнетания, а р_с - давление слива, путем подачи в напорный канал гидрораспределителя рабочей жидкости и отвода ее в общий канал слива при прохождении потока рабочей среды через дросселирующие спрофилированные рабочие окна каналов управления распределительной плиты при определенных смещениях (поворотах) плоского поворотного золотника относительно среднего (нулевого) положения, для этого используют установку, содержащую корпус с размещенными в нем испытуемыми деталями - плоским поворотным золотником (диском) и распределительной плитой, сообщенной с линиями нагнетания и слива, с встроенными манометрами, ротаметр - расходомер, вход которого сообщен с линией слива от гидрораспределителя, а выход - с линией слива магистрали, отличающийся тем, что на этапе проверки и определения гидравлических характеристик и технических параметров испытуемым является весь блок - модуль гидрораспределителя с входящими в него деталями, уплотняющими устройствами и управляющим валом, а корпус для их размещения снабжен опорным основанием и внутренней цилиндрической расточкой с закрытым торцом, на поверхности которого образованы отверстия для установки соединительных втулок с возможностью жесткой фиксации распределительной плиты в окружном направлении и герметичного соединения ее каналов управления, напора и соответствующих коммуникационных линий установки между собой, при этом в установку дополнительно введены регулирующее устройство и четыре запорных вентиля, один из которых вмонтирован на входе линии напорной магистрали, два других - в линии слива от гидрораспределителя, последний - в контур нагрузки с возможностью сообщения и разобщения каналов управления, причем составляющие контур нагрузки ветви управления снабжены манометрами, а регулирующее устройство выполнено в виде механизма бесступенчатой коррекции и визуального контроля, кинематически связанного с входным управляющим валом гидрораспределителя, регулирующий механизм коррекции и визуального контроля содержит две параллельно расположенные на некотором расстоянии друг от друга стойки, неподвижно закрепленные своими основаниями к корпусу гидрораспределителя или опорному основанию установки, в стойки соосно, с оппозитным расположением и с возможностью осевых перемещений встроены микрометрические резьбовые головки с подвижными шпинделями с плоскими опорными торцами и отсчетными устройствами, а указанная кинематическая связь выполнена в виде одноплечевого рычага-привода, симметрично размещенного между стойками регулирующего механизма с возможностью жесткого соединения его посадочной части с управляющим валом гидрораспределителя, а плечевой части - контактирования и взаимодействия с опорными торцами шпинделей микрометрических головок и тросовой проводкой для подвешивания груза, при этом оптимальное соотношение плеч (радиусов) поворотов рычага-привода регулирующего устройства и рычага поворота плоского золотника гидрораспределителя выбрано в соответствии с соотношением:
R_ppy/R_пз=3,6÷4,5,
где R_ppy - плечо (радиус) поворота рычага-привода управляющего вала, мм;
R_пз - плечо (радиус) поворота плоского золотника, мм.

2. Способ определения, оценки и контроля гидравлических характеристик и параметров четырехлинейного гидрораспределителя с плоским поворотным золотником по п.1, отличающийся тем, что для осуществления смещений (поворотов) плоского золотника относительно профилированных рабочих окон каналов управления распределительной плиты в ту или другую стороны от среднего (нулевого) положения с возможностью варьирования по углу поворота с жесткой фиксацией по положению от нуля до максимального значения используют регулирующий механизм бесступенчатой коррекции и визуального контроля, для этого перед началом определения основных рабочих параметров гидрораспределителя находят среднее (нулевое) положение золотника при заглушенных линиях управления, после нескольких предварительных перекладок управляющего вала на рабочий угол в обе стороны управляющий вал устанавливают в одно из положений, соответствующее рабочему углу поворота, а затем поворотом соответствующей резьбовой микрометрической головки механизма коррекции управляющий вал перемещают до положения, при котором разность давлений в гидролиниях управления не превышает 1,4 МПа, далее повторяют аналогичную операцию из другого положения управляющего вала, соответствующего рабочему углу поворота, значение угла поворота управляющего вала в пределах положений, при которых разность давлений в гидролиниях управления составляет 1,4 МПа, определяют зону нечувствительности гидрораспределителя, середина зоны нечувствительности соответствует среднему (нулевому) положению управляющего вала, проверка одного из основных параметров гидрораспределителя - момента страгивания управляющего вала (золотника) - осуществляется при установленном в начале испытаний нейтральном положении управляющего вала и заглушенных гидролиниях управления, к гидрораспределителю подведено рабочее давление, к рычагу привода управляющего вала подвешивается минимальный груз, под воздействием которого рычаг должен переместиться на величину, при которой разность давлений в гидролиниях управления должна составить не менее 5,6 МПа, далее производится несколько функциональных перекладок управляющего вала на рабочий угол поворота и повторно управляющий вал устанавливается в среднее (нулевое) положение, затем выдерживается в этом положении в течение 1 мин и повторяется проверка момента страгивания по вышеуказанному способу, пропускаемый поток определяется как величина расхода рабочей жидкости через гидрораспределитель, проверка производится при соединенных между собой гидролиниях управления в положениях управляющего вала, отклоненного от среднего (нулевого) положения, на величину рабочего угла, при этом угол отклонения управляющего вала и осевое перемещение шпинделя регулирующего механизма связаны соотношением:
tgα=S/R_ppy,
где α - угол отклонения управляющего вала, градус;
S - величина осевого перемещения шпинделя микрометрической головки регулирующего механизма, мм;
R_ppy - плечо (радиус) поворота рычага-привода управляющего вала, мм,
непроизводительные внутренние перетоки (утечки) рабочей жидкости определяются при заглушенных гидролиниях управления после нескольких предварительных перекладок управляющего вала на рабочие углы поворота, проверка осуществляется в среднем (нулевом) и отклоненных на рабочие углы положениях управляющего вала, при этом управляющий вал выдерживается в положениях замера в течение 5 с с последующим замером утечек из гидролинии слива в течение одной минуты.

3. Способ определения, оценки и контроля гидравлических характеристик и параметров четырехлинейного гидрораспределителя с плоским поворотным золотником по п.1, отличающийся тем, что корпус установки для размещения блока-модуля гидрораспределителя выполнен из среднеуглеродистой низколегированной стали, упрочненной термической обработкой до значений средней твердости, причем посадочная поверхность - внутренняя цилиндрическая расточка корпуса подвергнута гальваническому твердому хромированию и хонингованию с последующей полировкой.