Гидропривод Советский патент 1983 года по МПК F15B11/05 

Cpuf.i Изобретение относится к машиностроению. По основному авт. св. № 705159 известен гидропривод, содержащий магистрали нагнета1{ия,.и слива, гидродвигатель с рабочими полостями, два золотника, каждый из которых имеет дросселирующие окна, сое динениые с полостями гидродвигателя и выполнен в виде плунжера с торцовой камерой с одной стороны и поршня, образующего пор шневую и щтоковую полости с другой стороны, и гидрораспределитель, соединенный с поршневыми полостями золотников, снабженный дополнительным дросселирующим отверстием, соединенным с полостью гидродвигателя, и со своей поршневой полостью, причем основное дросселирующее отверстие выполнено .большей щирины, чем дополнительное, и соединено с магистралью нагнетания, а дополнительное отверстие соединено с магистралью слива, при этом торцовые камеры золотников сообщаются с магистралями нагнетания, а гидрораспределитель соединен с магистралью слива 1. Недостатками известного устройства являются малые быстродействие и запас устойчивости при управлении большой инерционной нагрузкой. Цель изобретения - повыщение быстродействия и демпфирующих свойств гидропривода. Указанная цель достигается тем, что гидропривод, содержащий магистрали нагне тания и слива, гидродвигатель с рабочими полостями, два золотника, каждый из которых имеет дросселирующие окна, соединенные с полостями гидродвигателя, и выполнен в виде плунжера с торцовой камерой с одной стороны и поршня, образующего поршневую и штоковую полости с другой стороны, и гидрораспределитель, соединенный с поршневыми полостями золотников, снабженный дополнительным дросселирующим отверстием, соединенным с полостью гидродвигателя и со своей поршневой полостью, причем основное дросселирующее отверстие выполнено большей ширины, чем дополнительное и соединено с магистралью нагнетания, а дополнительное отверстие соединено с магистралью слива, при этом торцовые камеры золотников сообщаются с магистралями нагнетания, а гидрораспределитель соединен с магистралью слива, снабжен распределительным элементом типа «сопло-заслонка, сопла которого связаны гидролиниями с торцовыми камерами гидрораспределителя и двухсторонним ступенчатым поршнем, имеющим осевой сквозной дросселирующий канал и расположенным в корпусе с образованием трех полостей - двух торцовых, связанных между собой через осевой канал поршня, и одной центральной, сообщенной с междроссельной камерой распределительного элемента, а через ряд радиальных отверстий в поршне - с осевым каналом порЕция, причем поршень связан с заслонкой распределительного элемента через плоскую пружину, а каждая из торцовых полостей сообщена с одной из торцовых камер золотников. На фиг. 1 изображена принципиальная схема гидропривода; на фиг. 2 - график перемещения золотника, совместно с поршнем; на фиг. 3 - то же, переходного процесса по скорости гидродвигателя (расхода жидкости, вытесняемого из гидродвигателя); на фиг. 4 - то же, изменения скорости золотника (перепада давления на ступенчатом поршне); на фиг. 5 - то же, изменения ускорения гидродвигателя. Предлагаемое устройство содержит магистрали нагнетания и слива 2, гидродвигатель 3 с рабочими полостями 4 и 5, два золотника 6 и 7 каждый из которых имеет дросселирующие окна 8-11, соединенные с полостями 4 и 5 и с магистралью слива 2, и выполнен в виде плунжера 12 и 13 с торцовой камерой 14 и 15 с одной стороны и поршня 16 и 17,образующего. поршневую 18 и 19 и штоковую 20 и 21 полости с другой стороны, и гидрораспределитель 22, соединенный с поршневыми полостями 18 и 19 золотников 6 и 7, распределительный элемент 23 типа «сопло-заслонка, сопла 24 и 25 которого связаны гидролиниями (не обозначены) с торцовыми камерами 26 и 27 гидрораспределителя 22 и двухсторонним ступенчатым поршнем 28, имеющим сквозной дросселирующий канал 29 и расположенным в корпусе (не обозначены) с образованием трех полостей - двух торцовых (не обозначены), связанных между собой через осевой канал 29 поршня 28, и одной центральной 30, сообшенной с междроссельной камерой (не обозначено), распределительного элемента 23, а через ряд 31 радиальных отверстий в поршне 28 с осевым каналом 29 поршня 28, причем поршень 28 связан с заслонкой 32 распределительного элемента 23 через плоскую пружину 33, а каждая из торцовых полостей (не обозначены), сообщена с одной из торцовых камер 14 и 15 золотников 6 и 7. Гидропривод работает следующим образом. При подаче управляюшего сигнала, например ступенчатого, в виде угла поворота заслонки 32, в торцовых камерах 26 и 27 гидрораспределителя 22 образуется перепад давления, который приводит к смешению его плунжера (не обозначен), на величину, соответствующую командному сигналу (например вправо по схеме - при повороте заслонки 32 против часовой стрелки). Поршневая полость 19 соединяется при этом через росселирующее окно (не обозначено) гидро-. распределителя 22 со сливной магистралью 1 Давление подпора, подведенное к торцовой камере .15, обеспечивает перемешер1не (Z) золотника 7 и поршня 17 из исходного по

ложсния вправо (фиг. 2), гюдсоедипеине рабочих полостей 4 и 5 к магистралям нагнетания I и слива 2 и разгон гидродвигателя (фиг. 3).

Поскольку до набора им заданной скорости расход Qq, вытесняемый из полости 5, меньше расхода QQ, задаваемого управляющим гидрораспределителем 1 (Qo-Qq dl расход Qq дополняется до заданного поступлением жидкости из поршневой полости 19 - расход Qn, причем Ря+ Qn Qo. При этом 10 поршень 17 вместе с золотником 7 перемешаются вправо (фиг. 2), увеличивая площади дросселирующих окон 10 и И. При превышении гидродвигателем 3 заданной скорости расход Q( становится больше заданного QO, т.е. QO -Q(40. Излишек жидкости Qq- Qo Qo поступает в поршневую полость 19, обуславливая смеш,ение поршня 17 и золотника 7 влево, запирание дросселирующих окон 10 и 11 и торможение двигателя 3.20

В установившемся состоянии Qq, Qo. Золотник 7 занимает положение, соответствующее равенству всех сил, действующих на исполнительный орган гидродвигателя 3. При этом точность задания расхода Qg через гидрораспределитель 22, а соответственно и точность стабилизации расхода, вытесняемого из гидродвигателя 3 (его скорость), независимо от величины внешней нагрузки обеспечивается стабилизацией давления в поршневой полости 19 и, соответственно, перед гидрораспределителем 3. Оно опре- ° деляется, очевидно, величиной подпорного давления в камере 15 и отношением торцовых площадей золотника 7 и поршня 17.,

При изменении скорости гидродвигателя 3, например по причине изменения внеш-, ней нагрузки, нарушается равенство Qo, что влечет за собой появление расхода Qn Ф О, соответствующую перестановку системы поршень 17 - золотник 7 и приведение системы привода в исходное состояние, когда Qq Qo, а Qn 0.40

Если положение золотника 7 в указанной схеме определяет скорость гидродвигателя 3, то его скорость определяет ускорение последнего. Поэтому, когда при движении золотника 7 (фиг. 4) на дросселирующем канале 29 поршня 28 возникает перепад давления, соответствующий скорости первого и приводящий к соответствующему перемещению поршня 28, момент сил, передаваемый через пружину 33 на заслонку 32, будет пропорционален ускорению гидродвигателя 3.50 Важно, что сигнал обратной связи, получаемый с помощью поршня 28, будет опережать по фазе сигнал ускорения гидродвигателя 3 (фиг. 4 и 5).

До набора гидродвигателем 3 заданной скорости, и в те моменты, когда его скорость оказывается меньше заданной в колебательном переходном процессе, т.е. когда Qo- -Q,0 золотник 7 с поршнем 17 движутся вправо, создающийся на дросселирующем ка. нале 21 поршня 28 перепад давления обуславливает дополнительное смещение заслонки 32 вправо, дополнительное приращение перепада давления в командных камерах 26 и 27 управляющего гидрораспределителя 22 и дополнительное смещение его плунжера (не обозначен). Последнее приводит к увеличению (в переходном процессе) задаваемого расхода (Qo +uQo), т.е. усилению неравенства дополнительному приращению скорости поршня 17 и золотника 7 и форсированию разгона гидродвигателя 3. По мере увеличения расхода Qtj, расход Qn уменьшается - уменьшается скорость золотника 7 и дополнительный момент сил (ОС), передаваемь1Й на заслонку 32 и при скорости золотника 7 близкой к нулю (, ) дополнительный момент становится равным нулю. Поршень 28, движимый пружиной 33, приводится в положение, соответствующее положению заслонки 32, задаваемому сигналом управления (не обозначен) в т.ч. в среднее положение, когда сигнал управления равен нулю.

Когда скорость тидродвигателя 3 становится больше заданной, например в колебательном переходном процессе, сигнал ОС обуславливает смещение плунжера (не обозначен) гидрораспределителя 22 влево, уменьшение (в переходном процессе) задаваемого расхода (Q ). Усиление неравенства Qo4 Qcj в этом случае приводит к интенсивному торможению гидродБИгателя 3 до обеспечения равенства .

Таким образом,введение в схему привода несложного корректирующего устройства, (поршня 28), осуществляющего фазоопережающую обратную связь.по ускорению гидродвигателя 3, позволяет повысить его быстродействие, демпфирующие свойства и, соответственно, запас устойчивости, при сохранении основного достоинства - жесткости механической характеристики. При этом фазовый сдвиг, создаваемый на выходе корректирующего устройства, позволяет наиболее рационально использовать об,рат1Гую связь по ускорению гидродвигателя 3.

фиг. 5

ГИДРОПРИВОД по авт. св. № , отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и демпфирующих свойств, он снабжен распределительным элементом типа «сопло-заслонка, сопла которого связаны гидролиниями с торцо26 w/A k/ гз. /3 выми камерами гидрораспределителя, и двухсторонним ступенчатым поршнем, имеющим осевой сквозной дросселирующий канал и расположенным в корпусе с образованием трех полостей - двух торцовых, связанных между собой через осевой канал пор-. щня, и одной центральной, сообщенной с : междроссельной камерой распределитель- иого элемента, а .через ряд радиальных от- i верстий в поршне - с осевым каналом порщня, причем поршень связан с заслонкой распределительного элемента через плоскую пружину, а каждая из торцовых полостей сообщена с одной из торцовых камер золотников. 00 1C