Гидравлический привод Советский патент 1983 года по МПК F15B9/02 B64C13/36 

сд

CD bO

00 С5

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может найти применение в системах с гидравлическим приводом, рабочие органы которых работают в условиях знакопеременных нагрузок.

Известны гидравлические приводы, работающие в условиях знакопеременных нагрузок и содержащие источник питания,гидроусилитель с обратной связью по положению, выполненный в виде гидроцилиндра, рабочие полости которого сообщены через золотник управления с источником питания и линией слива, и гидроаккумулятора 1J.

К недостаткам известного гидравлического привода следует отнести большие энер-. гетические затраты при работе с Помогающей нагрузкой, поскольку в этом режиме работы потери в гидравлическом приводе будут больше, чем при работе с препятствующей нагрузкой, равной по абсолютной величине помогающей нагрузке.

Наиболее близким к изобретению является гидравлический привод, содержащий гидроцилиндр с датчиком давления и сигнализаторами направления потока, золотник управления, связанный кинематической цепью обратной связи с гидроцилиндром, а гидролиниями - с источником питания, сливом и полостями гидроцилиндра,и систему рекуперации, включающую гидроаккумулятор, двухпозиционные распределители с электромагнитами управления, связанными с сигнализаторами направления потока и датчиками давления, причем полости гидроцилиндра связаны с золотником управления через двухпозиционные распределители, одна из гидролиний каждого из которых соединена через обратный клапан с гидроаккумулятором 2.

Недостатками известного гидравлического привода являются недостаточно хорошие динамические характеристики, обусловленные резкими изменениями величин давления в рабочих полостях гидроцилиндра при переходе с помогающей нагрузки на препятствующую и наоборот. При включенной системе рекуперации рабочая жидкость вытесняется из одной из полостей гидроцилиндра в гидроаккумулятор, давление жидкости в котором приблизительно равно давлению жидкости на выходе из источника питания. Перед отключением системы.рекуперации помогающая нагрузка уменьшается и, следовательно, чтобы сохранить скорость движения поршня гидроцилиндра, необходимо на большую величину открывать окно золотника управления, что позволяет снизить потери на золотнике управления. После отключения системы рекуперации полость гидроцилиндра, соединенная ранее с гидроаккумулятором, сообщается с линией слива через достаточно щироко открытое окно золотника управления, тогда как другая полость как была, так и остается соединенной с

источником питания через другое окно золотника управления, следовательно, перепад давления на порщне гидроцилиндра значительно увеличивгГется и в момент отключения системы рекуперации значительно увеличиваются «рывки штока гидроусилителя, t. е. ухудшаются динамические характеристики гидравлического привода. Аналогично протекает процесс включения системы рекуперации. Однако испытания известного гид0 равлического привода показали, что «рывки штока гидроусилителя при включении системы рекуперации значительно меньше, чем при отключении, что объясняется тем, что при отключении системы рекуперации золотник управления работает при практически полном открытии дросселирующего окна, а при включении системы рекуперации золотник управления работает при малом открытии дросселирующего окна.

Цель изобретения - улучшение динаQ мических характеристик привода при переходе с помогающей нагрузки на препятствующую и наоборот.

Указанная цель достигается тем, что гидравлический привод, содержащий гидроци5 линдр с датчиком давления и сигнализаторами направления потока, золотник управления, связанный кинематической цепью обратной связи с гидроцилиндром, а гидролиниями - с источником питания, сливом и полостями гидроцилиндра, и систему ре0 куперации, включающую гидроаккумулятор, двухпозиционные распределители с электромагнитами управления, связанными с сигнализаторами направления потока и; датчиками давления, причем полости гидроцилиндра связаны с золотником управления

через двухпозиционные распределители, одна из гидролиний каждого из которых соединена через обратный клапан с гидроаккумулятором, снабжен дойолнительным трех линейным золотником, жестко связанным с

ц золотником управления, при этом дополнительный золотник выполнен с двумя дросселирующими кромками и с положительным перекрытием, вход его сообщен с гидролиниями между двухпозиционными распределителями, и обратными клапанами, а его

5 выходы - со сливом.

Кроме того, гидравлический привод снабжен двумя двухлинейными дросселирующими распределителями, каждый из которых выполнен с двумя камерами гидроуправления, попарно связанными между собой и с

0 полостями гидроцилиндра, одна из гидралиний каждого дросселирующего распределителя соединена со сливом,а другая через золотник управления и двухпозиционный распределитель - с полостью гидроцилиндра.

5 На фиг. 1 изображена принципиальная схема гидравлического привода с гидроуправляемыми дросселями, установленными в

линии слива; на фиг. 2 - то же, с клапанами, установленными между, гидрораспределителями и рабочими полостями гидроцилиндров; на фиг. 3 - расходная характ Эвристика дополнительного золотника управления; на фиг. 4 - конструктивная схе ма гидроуправляемого клапана с реле времени.

Гидравлический привод содержит источник 1 питания,гидроусилитель с отрицательной обратной связью, выполненный в виде гидроцилиндра 2 с рабочими полостями 3 и 4, которые сообщены через золотник 5 управления с источником 1 питания и линией слива 6, двухпозицирнные гидрораспределители 7 и 8, установленные в гидролиниях 9 и 10. Выходы 11 и 12 гидрораспределителей 7 и 8 сообщены через обратные клапаны 13 и 14 с гидроаккумулятором 15. Два гидроуправляемых клапана 16 и 17 установлены в гидролиниях 18 и 19, а их полости 20 и 21 управления сообщены с полостью 4, а полости 22 и 23 управления сообщены с полостью 3. Дополнительный золотник 24 сообщает выходы 11 и 12 с линией 6 слива. Гидроцилиндр 2 имеет порщень 25 со штоком 26. В гидролинии 10 установлен сигнализатор 27 направления движения поршня 25, содержащий контакты 28 и 29, 30 и 31. Датчики 32 и 33 давления подключены к полостям 3 и 4 гидроцилиндра 2, а ползунки 34 и 35 датчиков 32 и 33 давления электрически связаны с управляющими обмотками 36 и 37 реле 38 и 39 давлений. Гидрораспределители 7 и 8 имеют линии 40 и 41 управления. Гидроуправляемые клапаны 42 и 43 (фиг. 2) установлены в гидролиниях 9 и 10. Полости 44 и 45 управления соединены с выходом 11 гидрораспределителя 7, причем полость 45 управления сообщена через реле времени, выполненное в виде дросселя 46 и гидроаккумулятора 47. Полости 48 и 49 управления клапана 43 соединены с выходом 12 гидрораспределителя 8, причем поЯость 49 управления сообщена через реле времени, выполненное в виде дросселя 50 и гидроаккумулятор 51. Гидроуправляемый клапан может быть выполнен в виде золотника 52 с пружинами 53 и 54. Золотник 52 имеет два рабочих пояска 55 и 56 и два выходных окна 57 и 58.

Гидравлический привод работает следующим образом.

При перемещении золотника 5 управления влево (фиг. 1) полость 3 соединяется с линией 6 слива, а полость 4 соединяется с источником 1 питания. В этом случае контакты 28 и 29 замкнуты между собой. При возникновении помогающей нагрузки давление жидкости в полости 3 становится больше Рнст/2 и напряжение на ползунке 34 датчика 32 давления, который перемещается влево (фиг. 1), увеличивается и становится достаточным для срабатывания реле 38 давления, через которое напряжение -подается от контактов 28 и 29 к линии 40 .управления. Гидрораспределитель 7 пере;Ключается в жид кость из полости 3 под действием помогающей нагрузки вытесняется 5 в гидроаккумулятор 15, т.е. включается система рекуперации. При возникновении по.могающей нагрузки включается дроссель 16. так как давление жидкости в полости 3больше, чем в полости 4.

При любой препятствующей нагрузке сопротивление дросселя 16 практически равно нулю. При отключении системы рекуперации гидролиния 9 подключается через золотник 5 управления и дроссель 16 к линии 6 слива, и дроссель 16 не позволяет

5 поршню 25 резко изменить свою скорость, как как перепад на дросселе 16 при максимальной скорости выбирается равным Рцст/2- При возникновении препятствующей нагрузки дроссель 16 полностью открыт и при любой помогающей нагрузке практически не влияет на работу гидравлического привода. При достаточно малой помогающей нагрузке, чтобы порщень 25 двигался с достаточно большой скоростью, необходимо отключать систему рекуперации при не5 которых больших открытиях окон золотника 5 управления. Эта задача плавного отключения системы рекуперации рещается применением дополнительного золотника 24, который сообщает полость 3 с линией 6 слива при некотором перемещении золотника

0 5 управления. Расходная характеристика дополнительного золотника 24 симметрична с некоторой зоной нечувствительности около нулевой точки (фиг. 3). При перемещении золотника 5 управления вправо (фиг. 1) все рассуждения аналогичны предыдущим,

но уже относительно датчика 33 давления, ползунка 35, реле 39, линии 41 управления гидрораспределителя 8, рабочей полости 4 и дросселя 17.

0 Работа гидравлического привода, изображенного на фиг. 2, осуществляется следующим образом.

Например, при движении порщня 25 гидроцилиндра 2 влево (фиг. 2) под действием помогающей нагрузки включен гидрораспре5 делитель 7 и жидкость из полости 3 вытесняется в гидроаккумулятор 15. При малой помогающей нагрузке происходит отключение системы рекуперации и давление жидкости на выходе 11 гидрораспределителя 7 падает и, соответственно, падает давле ние жидкости в полости 44 управления,тогда как в полости 45 управления давление жидкости сохраняется за счет реле времени, и под действием возникшего перепада давления управляющий зоотник 52 перемеща5 ется влево (фиг. 2), дросселируя пояском 66 рабочую жидкость,благодаря чему уменьшаются «рывки штока 26 гидроусилителя и улучшаются динамические характеристики привода. Аналогично осуществляется работа гидропривода при включении системы рекуперации, только в этом случае золотник 52 перемещается вправо (фиг. 2),дросселируя пояском 55 рабочую жидкость. Как указывалось, при включении системы рекуперации «рывки щтока гидроусилителя несколько меньше, чем при отключении, и клапан 42 может быть для упрощения конструкции выполнен с одной пружиной 53, а в полости 45 может быть установлен упор, чтобы при включении системы рекуперации жидкость не дросселировалась.

20 fg 22 23 /72/6

1-1 I IJ II

Аналогично гидропривод работает при движении поршня 25 вправо (фиг. 2),только в этом случае участвует в работе кла-пан 43.

Применение изобретения позволит улучшить динамические характеристики гидропривода, уменьшить «рывки штока гидроусилителя при переходе с помогающей нагрузки на препятствующую и наоборот без влияния на режимы работы гидропривода как при включенной системе рекуперации, так и при отключенной.

f pt/t/ffe il-- прав/гения

фиЪ. /

к ручке .ур-я

1. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД, содержащий гидроцилиндр с датчиком давления и сигнализаторами направления потока, золотник управления, связанный кинематической цепью обратной связи с гидроцилиндром, а гидролиниями - с источником питания, сливом и полостями гидроцилиндра, и систему рекуперации, включающую гидроаккумулятор, двухпозиционные распределители с электромагнитами управления, связанными с сигнализаторами направления потока и датчиками давления. причем полости гидроцилиндра связамы с золотником управления через двухпозицион ные распределители, одна из гидролиний каждого из которых соединена через обратный клапан с гидроаккумулятором, отличающийся тем, что, с целью улучшения переходных характеристик, он снабжен дополнительным трехлинейным золотником, жестко связанным с золотником управления,при этом дополнительный золотник выполнен с двумя дросселирующими кромками и с положительным перекрытием, вход его сообщен с гидролиниями между двухпозиционными распределителями и обратными клапанами, а его выходы - со сливом. 2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен двумя двухлинейными дросселирующими распределителями, каждый из S которых выполнен с двумя камерами гидро(Л управления, попарно связанными между собой и с лопастями гидроцилиндра,одна из гидролиний каждого дросселирующего распределителя соединена со сливом, а другая через золотник управления и двухпозиционный распределитель - с полостью гидроцилиндра.