Электрогидравлический усилитель Советский патент 1983 года по МПК F15B3/00 

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано для управления гидравлическими исполнительными механизмами различных машин.

Известен электрогидравлический усилитель, содержащий электрический блок управления, два электромеханических преобразователя, выполненных пьезокерамическими и соединенных электрически с блоком управления, распределительный элемент сопло-заслонка, заслонка которого кинематически связана с электромеханическими преобразователями 1.

Недостатками известного устройства являются потребление мощности управления в установившемся режиме работы и чувствительность к посторонним виб рациям.

Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности управления и повышение виброустойчивости электрогидравлического усилителя к внешним возмущениям. Указанная цель достигается тем, что электрогидравлический усилитель, содержащий электрический блок управления, два электромеханических преобразователя, выполненных пьезокерамическими и соединенных электрически с блоком управления, распределительный элемент сопло-заслонка, заслонка которого кинематически связана с электромеханическими преобразователями, снабжен силовым элементом выполненным в виде обоймы с запрессованным в ней пьезокерамическим стержнем, причем обойма одним концом зажата между электромеханическими преобразователями, а заслонка жестко закреплена на пьезокерамическом стержне.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема электрогидравлического усилителя; на фиг. 2 - центральный и боковой вибраторы с диаграммами распределения амплитуд колебания, вид в плане; на фиг. 3 - механическая часть электрогидравлического усилителя, общий вид; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3.

Электрогидравлический усилитель содержит электрический блок управления (не показан), состоящий из отдельных коммутаторов 1 и 2, генератора 3 колебаний, ключа 4 и электрических усилителей 5 и 6, два электромеханических преобразователя 7 и 8, выполненных пьезокерамическими, распределительный элемент сопло-заслонка, состоящий из сопел 9 и 10 и разделяющей их заслонки И, силовой элемент 12, выполненный в виде обоймы 13 с запрессованным по периметру в ней пьезокерамическим стержнем 14. Каждый из электромеханических преобразователей 7 и 8 выполнен в виде двух пьезокерамических шайб 15, 16 и 17, 18, прижатых винтами 19 и 20 к торцовым поверхностям 21 и 22 концентраторов 23 и 24. В узловых сечениях 25 и 26 концентраторов 23 и 24 крепятся первые пластины 27 и 28 упругих направляющих, а

во вторых узловых сечениях 29 и 30 крепятся вторые пластины 31 и 32 упругих направляющих. Концы пластин 27, 28, 31 и 32 зажаты в корпусе 33, а для достижения оптимальной силы прижима концентраторов 23 и 24 к обойме 13 плоские направляющие стянуты винтовыми пружинами 34 и 35. Сопла 9 и 10 соединены в мостовую схему с золотником 36. На фиг. 1 обозначен нормальный выход 37 генератора 3 и сдвинутый по фазе на 180° выход 38 генератора 3. Электроды зажатого в обойме 13 пьезокерамического стержня 14 через усилитель 5 и ключ 4 соединены с нормальным выходом 37 и сдвинутым по фазе на 180° выходом 38 генератора 3, к которому подключены через усилитель 6, электроды (не показаны) электромеханических преобразователей 7 и 8, а управляющие входы ключа 4 и генератора 3 соединены с отдельными коммутаторами 2.

0 Устройство работает следующим образом.

При подаче переменного напряжения, частот которого равна собственной частоте электромеханических преобразователей, в них возбуждаются продольные колебания

5 максимальной амплитуды. Амплитуда и частота колебания силового элемента определяют шаг и быстроходность устройства; электромеханические преобразователи 7 и 8 служат для торможения силового элемента 12 в одной фазе колебания и ослаблении

° его в другой фазе колебаний. Реверсирование происходит при изменении фазы питания силового элемента 12 (кривые III и IV на фиг. 3) на 180°. Величина перемещения задается числом подаваемых импульсов.

Предлагаемое устройство потребляет энергию управления только в переходном режиме, т.е. при максимально отклоненной заслонке И устройство может быть неограниченное время, а удерживается заслонка 11 в этом положении после отключения

0 гармонического сигнала управления силами трения между силовым элементом 12 и электромеханическими преобразователями 7 и 8.

Сила прижатия на экспериментальном 5 образце электромеханических преобразователей 7 и 8 к силовому элементу 12 примерно 10 N, коэффициент трения между ними 0,2, следовательно, сила трения 2N. Масса силового элемента 12 в изготовленном устройстве 4 г, и при силе трения 2N конст0 руктивно обеспечивается виброзащита от вибрации с ускорением, не превышающим 50g.

Запаздывание устройства на управляющий сигнал не превыщает 50j4 с и оно практически не зависит от величины шага перемещения, амплитуда управляющего гармонического сигнала не меняется, а величина перемещения задается только числом

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий электрический блок управления, два электромеханических преобразователя, выполненных пье(Л ел 1C сх зокерамическими и соединенных электрически с блоком управления, распределительный элемент сопло-заслонка, заслонка которого кинематически связана с электромеханическими преобразователями, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности управления и повышения виброустойчивости к внешним возмущениям, он снабжен силовым элементом, выполненным в виде обоймы с запрессованным в ней пьезокерамическим стержнем, причем обойма одним концом зажата между электромеханическими преобразователями, а заслонка жестко закреплена на пьезокерамическом стержне.