Гидропривод Советский патент 1983 года по МПК F15B11/02 

Изобретение относится к гидравли ческим исполнительным устройствам систем управления и может использоваться в различных областях промьошл ности и народного хозяйства, где тр буется управление большой инерцион ной нагрузкой при использовании насоса постоянной производительности ограниченной мощности, обеспечение инвариантности к внешнему нагружению. Известен гидропривод, содержащий насос, масляный бак, гидродвигатель с поршнем и рабочими полостями, под ключенными к. насосу и масляному бак гидролиниями нагнетания и слива через распределительное устройство, включающее управляющий гидрораспределитель с торцовыми полостями, гид роуправляемый золотник, имеющий плу жер и взаимодействующий с ним порше Установленный в корпусе с образован ем поршневой и штоковой полостей, и гидроуправляемый реверсивный распре делитель, причем золотник выполнен торцовой полостью управления, соеди ненной с гидролинией нагнетания, и связан гидролинией, подключенной -к поршневой полости, с управляющим гидрораспределителем, соединенным с масляным баком Clj. Недостатком гидропривода является низкий КПД, обусловленный необходимостью использования при работе с инерционной нагрузкой насоса максимальной производительности, в соответствии с требуемой скоростью движения гидродвигателя, и давлением нацора в соответствии с заданной постоянной времени гидропривода и мощностью нагружения. Целью изобретения является повышение КПД привода. Цель достигается тем, что гидропривод, содержащий насос, масляный бак, гидродвигатель с поршнем и рабочими полостями, подключенными к насосу и масляному баку гидролиниями нагнетания и слива через распределительное устройство, включающее управляющий гидрораспределитель с торцовыми командными полостями,подключенными к насосу и масляному баку гидролиниями нагнетания и слива Iчерез распределительное устройство, )гидроуправляемый золотник, имеющий плунжер и взаимодействующий с ним поршень, установленный в корпусе с образовс.нием поршневой и штоковой полостей, и гидроуправляемый реверсивный распределитель, причем золотник выполнен с торцовой полостью управления, соединенной с гидролинией нагнетания, и связан гидролинией, подключенной к поршневой полости, с управляющим гидрораспределигЕелем, соединенным с масляным баком, снабжен дополнительным гидродвигателем с поринем,жестко связанным с поршнем основного гидродвигателя, и рабочими полостями, которые подключены к насосу и масляному бакучерез дополнительное распределительное устройство, включающее дополнительный гидроуправляемый реверсивный распределитель и подпружиненный двухпози ционный клапан с полостями управления, в одном из положений сообщающий полости дополнительного гидродвигателя между собой, и дросселем, установленным в гидролинии, соединяющей поршневую полость с золотником и с управляющим гидрораспределителем, причем пружинная-полость управления двухпозиционного клапана подключена к гидролинии, соединяющей золотник с управляющим гидрораспределителем, -а другая его полость управления соединена с.поршневой полостью золотника. На чертеже представлена схема гидропривода. Гидропривод содержит насос 1, масляный бак 2, гидродвигатель 3 с поршнем 4 и рабочими полостями 5 и б, подключенными к насосу 1 и масляному баку 2 гидролиниями нагнетания J, и слива 8 через распределительное устройство, включающее управляющий гидрораспределитель 9 с торцовыми полостями 10 и 11, гидроуправляемый золотник 12 имеющий плунжер 13 и взаимодейсГвую дий с ним поршень 14, установленный в корпусе 15 с образованием поршневой 16 и штоковой 17 полостей, и гидроуправляемый реверсивный распределитель 18, причем золотник 12 выполнен с торцовой полостью 19 управления, соединенной с гидролинией 7 нагнетания, и связан гидролини- ей 20, подключенной к поршневой полости 16, с управляющим гидрораспределителем 9, соединенным с маслят , ным баком 2. Гидропривод снабжен дополнительным гидродвигателем 21 с поршнем 22, жестко связанным с поршнем 4 основного гидродвигателя 3 и рабочими полостями 23 и 24, которые подключенй к насосу 1 и масляному баку 2 через дополнительное распределительное устройство, включающее дополнительный гидроуправляемый реверсивный распределитель 25 и подпружиненный двухпозиционный клапан 26 с полостями 27 и 28 управления и двумя положениями 29 и 30, со общ-ающий полости 23 и 24 дополнительного гидродвигателя 21 между собой, и дросселем 31, установленным в гидролинии 32, соединяющей поршневу о полость 16 с золотником 12 и управляющим гидрораспределителем 9, причем пружинная полость 28 управления двухпозици-энного клапана 26 подключена к гидролинии 20, соединяющей золотник 12 с управляющим гидрораспределителем 9, а другая его полость 27 управления соединена с поршневой гидрополостью 16 золотника 12, Реверсивный распределитель 18 имеет полости 33 и 34 управления. Золотник 12 выполнен с дросселирующими окнами 35 и 36, а управляющий гидрораспределитель 9 - с дросселирующим окном 37. Клапан 26 снаб жен возвратной пружиной 38. Гидропривод работает следующим образом. При подаче на управляющий гидрораспределитель 9 командного сигнала в виде перепада давления в его торцовых полостях 10 и 11 происходит его смещение, например, вправо по чертежу, на величину, соответствующую разности давлений в полостях 10 и 11, и сообщение при этом поршневой полости 16 с гидролинйей В.слива. Одновременно управляющий перепад давления поступает в полости 33 и 34 управления реверсив ного распределителя 18 полости 27 и 28 и клапана 26, вызывая их перемещение в крайнее правое положение (изображено на чертеже). Давление нагнетания, подведенное к торцовой полости 19 управления, обеспечивает смещение плунжера 13-золотника 12 и поЕЛйня 14 из исходного положения (при котором полости 5 и 6 гидродви гателя 3 отделены от гидролиний нагнетания 7 .и слива 8) вниз, подсоед нение полостей 6 и 5 гидродвигателя 3 соответственно через дросселирующие окна 35 и 36 к гидролиниям нагн тания 7 и слива 8. Движение поршня 14 в то же время вызывает перепад давления на дросселе 31, который, поступая в полости 27 и 28 управления клапана 26, вызывает переброс его в положение 3 и подсоединение полостей 23 и 24 дополнительного гидродвигателя 21 к гидролиниям нагнетания 7 и слива 8. Происходит разгон гидродвигателей 3 и 21 (при эффективной плсядади, равной сумме эффектифных плсвцадей nojsu ней 4 и 22). При этом давление в,поршневой по лости 16 и соответственно перед управляющим гидрораспределителем 9 (б учета перепада давления на дросселе 31, который принципиально может быт сведен к величине, пренебрежимо малой по сравнению с давлением в поряп невой полости 16) поддерживается по тоянным. Оно определяется очевидно давлением в гидролкнии 7 нагнетания и отношением торцовой площади плунж ра 13 золотника 12 к площади поршня 14 . Последнее условие определяет независимость расхода жидкости Q., K X, протекающего через дросселирующее окно 37 .управляющего гидр.ораспределителя 9, от внешних условий. Соотношение расходов, задаваемого управляющим.гидрораспредёлителем 9, расхода Q., и расхода Qj вытесняемого из полости 6 гидродвигателя 3 через дросселирующее окно 36 золотника 12, определяет расход Qj, поступающий из поршневой полости 16 (или в нее), а с тем и скорость движения поршня 14 вместе с плунжером 13 золотника 12. До достижения гидродвигателем 3 заданной скорости, определяемой расходом aj,,(a,Q. , поэтому ), происходит вытесн-зние жидкости из поршневой полости 16. При этом плунжер 13 золотника 12 с поршнем 14 движутся вниз, обеспечивая увеличение площадей дросселирующих окон 35 и 36 (разгон гидродвигателя 3) и создавая соответствующий перепад давления на дросселе 31, кото-рый обеспечивает установку клапана 26 в поаицию 30 (подведение рабочей жидкости от насоса 1 к гидродвигателю 21). По мере разгона гидродвигателя 3(21) величина Qi2 увеличивается и в некоторый момент становится Q2 (i () . Поршень 14 и плунжер 13 золотника 12 достигают при этом край не нижнего положения. При перепад давления на.дросселе 31 также становится равным нулю, а возвратная пружина 38 клапана 26 обеспечивает переброс его в положение 29, при котором полости 23 и 24 гидродвигателя 21 соединены между собой. Вследствие малого сопротивления на сливе и максимальной разгоняющей сил (в этот момент) поршень 4 гидродвигателя 3 йродолжает движение с ускорением. Но теперь Gi2 становится .4 и - поршень 14 и плунжер 13 золотника 12 движутся вверх, уменьшая площади дросселирующих окон 35 и 36 и притормаживая гидродви; гатель 3. Перепад давления на дросселе 31 при этом создает лействуюпдую на клапан 26 силу которая направлена в ту же сторону, что и сила действия его пружины 38. В установившемся состоянии Q,0 , положение плунжера 13 золотника 12, задающее давление в соответствующих полостях 5 и 6 ГИАРОдвигателя 3, определяется-равенством всех сил, действующих на его поршень 4. При этом жидкость из полости 23 гидродвигателя 21 перегоняется в его полость 24. Изменение скорости гидродвигателя 3 вызывает изменеггие расхода Q 2 (ftg 0 и появление рлсхода Чд , который- обеспечивает соо-.-ретствук -

щее перемещение поршня 14 и плунжера 13 золотника 12 и возврат схемы в установившееся положение. Причем, при появлении определенной величины , которую задает дроссель 31, т.е. снижение до определенной величины скорости гидродвигателя 3, создается необходигвлй перепад давления на дросселе 31, который приводит к задействованию и гидродвигателя 21.

Таким образом, включение в схему гидропривода дополнительно гидродвигателя 21 с задействованием его только на разгоне инерционной нагрузки и увеличением в этот промежуток времени общей эффективной площади гидродвигателя при помощи реверсивного распределителя 25 и подпружиненного клапана 26 (несложных в конструктивном исполнении элементов) позволяет использовать в схеме привода насос с меньшим давлением напора, а в итоге.повысить КПД гидроприв ода.

ГИДРОПРИВОД, содержащий насос, масляный бак, гидродвигатель с поршнем и рабочими полостями, подключенными к насосу и масляному баку гидролиниями нагнетания и слива через распределительное устройство,включающеё -управляющий гидрораспределитель с торцовьлми командными полостями,гидроуправляемый золотник,имеющий плун kep и взаимодействующий с ним поршень, установленный в корпусе с образованием поршневой и штоковой полостей, и гидроуправляе ый реверсивный . распределитель, причем золотник выполнен с торцовой полостью управления, соединенной с гидролинией нагнетания, и связан гидролинией, подключенной к поршневой полости, с управляющим гидрораспределителем, соединенным с масляным баком, о тличающийся тем, что, с целью увеличения КПД,он снабжен дополнительным гидродвигателем с поршнем, жестко связанным с поршнем основного гидродвигателя, и рабочими полостями, которые подключены к насЬсу и масляному баку через дополнительное распределительное устройство, включающее дополнительный гидроуправляемый реверсивный распределитель и подпружиненный двухпозиционный клапан с полостями управления, в одном из положений сообщающий по- , лости дополнительного гидродвигателя между собой, и дросселем, установленным в гидролинии,соединяющей поршневую ПОЛОСТ1 с золотником и с управляющим гидрораспределителем,, причем пружинная полость управления двукпозиционного клапана подклю- 2 чена к гидролинии, соединяющей золотник с управляющим гидрораспределителем, а другая его полость управлеа ния соединена с поршневой полостью золотника. ю со СП