Следящий гидропривод Советский патент 1984 года по МПК B64C13/36 F15B9/02 

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике, а именно, к гидравлическим приводам, рабочие органы которых работают в условиях знакопеременных нагрузок. Известен гидравлический привод, работающий в условиях знакопеременных нагрузок, содержащий 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 гидроаккумулятор 1. К недостаткам данного гидропривода относятся больщие энергетические затраты при работе с помогающей нагрузкой, поскольку в этом режиме работы гидропривод затрачивает энергию, равную энергии, затрачиваемой приводом при работе с препятствующей нагрузкой. Известен также следящий гидропривод, содержащий источник питания, гидроусилитель с обратной связью по положению, выполненный в виде гидроцилиндра с золотником управления, причем рабочие полости гидроцилиндра связаны рабочими линиями через золотник управления с источником питания и линией слива, и систему рекуперации, включающую гидроаккумулятор и двухпозиционные электроуправляемые распределители, установленные в рабочих линиях, причем одна из линий каждого распределителя связана через обратный клапан с гидроаккумулятором 2. Недостатком известного привода является значительное дросселирование, рабочей жидкости на входной кромке золотника управления и вследствие этого значительные энергетические потери. Цель изобретения - повыщение КПД гидропривода. Указанная цель достигается тем, что в следящем гидроприводе, содержащем источник питания, гидроусилитель с обратной связью по положению, выполненный в виде гидроцилиндра с золотником управления, причем рабочие полости гидроцилиндра связаны рабочими линиями через золотник управления с источником питания и линией слива, и систему рекуперации, включающую гидроаккумулятор и двухпозиционные электроуправляемые распределители, установленные в рабочих линиях, причем одна из линий каждого распределителя связана через обратный клапан с гидроаккумулятором, система рекуперации снабжена установленным между гидроаккумулятором и выходами обратных клапанов гидромотором постоянного рабочего объема и механически связанным с ним регулируемым насосом с гидроуправляемым регулятором подачи, причем вход гидромотора сообщен с выходами обратных клапанов, выход - с слива и входом регулируемого насоса, а вы-. ХОД насоса связан линией нагнетания с гидроаккумулятором. Кроме того, система рекуперации снабжена установленным в линии нагнетания насоса дроссельным устройством, элемент управления которого механически связан с золотником управления, причем полости управления регулятора подачи насоса сообщены с его линией нагнетания соответственно до и после дроссельного устройства. Система рекуперации дополнительно снабжена клапаном с двумя полостями управления, сообщенными с рабочими полостями гидроцилиндра, которые связаны через клапан с одной из полостей регулятора подачи, другая полость которого связана с линией нагнетания насоса. Выход гидромотора соединен через дополнительно установленные обратные клапаны с рабочими полостями гидроцилиндра. На фиг. 1 представлен следящий гидропривод, принципиальная схема; на фиг. 2 и 3 - варианты выполнения схемы следящего привода; на фиг. 4 - конструктивная схема дроссельного устройства; на фиг. 5 - расходная характеристика дроссельного устройства. Следящий гидропривод (фиг. 1) содержит источник питания 1, гидроусилитель, выполненный в виде гидроцилиндра 2, имеющего рабочие полости 3 и 4, и золотника 5 управления, связан-ные между собой обратной связью по положению (не показано), причем рабочие полости 3 и 4 гидроцилиндра 2 связаны рабочими линиями б и 7 через золотник 5 управления с источнико.м питания 1 и линией 8 слива, и систему рекуперации, включающую гидроаккумулятор 9, двухпозиционные электроуправляемые распределители 10 и 11, гидромотор 12 постоянного рабочего объема, механически связанный связью 13 с регулируемым насосом 14, имеющим регулятор 15 подачи. Линия 16 распределителя 10 и линия 17 распределителя И через обратные клапаны 18 и 19 связаны с гидроаккумулятором 9. Выходы 20 и 21 обратных клапанов 18 и 19 сообщены с входом 22 гидромотора 12, выход 23 которого сообщен с линией 8 слив и входом 24 регулируемого насоса 14, выход 25 которого связан линией 26 нагнетания с гидроаккумулятором 9Кроме того, следящий гидропривод содержит регулируемое дроссельное устройство 27, элемент 28 управления которого связью 29 связан с золотником 5 управления, установленное на выходе 23 гидромотора 12, дополнительно связанное через обратные клапаны 30 и 31 с рабочими полостями 3 и 4 гидроцилиндра 2. Регулятор 15 подачи насоса 14 имеет пружинную и беспружинную полости 32 и 33, связанные через клапан 34, имеющие полости 35 и 36 управления, с линией 26 нагнетания насоса 14 и линией 8 слива, причем полость 35 клапана 34 подключена к линии 8 слива, а полость 36 - к выходу 23 гидромотора 12. Гидроцилиндр 2 имеет поршень 37 с штоком 38. Следящий привод (фиг. 1) содержит также потенциометрические датчики 39 и 40 давления, подключенные к рабочим полостям 3 и 4 гидроцилиндра 2, ползунки 41 и 42 датчиков 39 и 40 подключены к управляюшей обмотке 43 поляризованного реле 44, контакты 45-47 которого через сигнализатор 48 направления движения поршня, имеющего контакты 49-52, связаны линиями 53 и 54 управления с элементами 55 и 56 управления распределителей 10 и 11. Сигнализатор 48 установлен в рабочей линии 7. Следящий привод по фиг. 2 отличается от описанного выще тем, что регулируемое дроссельное устройство 27 установлено в линии 26 нагнетания насоса 14, вход 57 дроссельного устройства 27 подключен к полости 35 управления клапана 34, а выход 58 - к полости 36 управления этого клапана. Следящий привод по фиг. 3 отличается от описанных выше тем, что гидроуправляемый клапан 34 выполнен трехлинейным, а полости 35 и 36 управления подключены к рабочим полостям 3 и 4 гидроцилиндра 2, беспружинная полость 33 регулятора 15 подачи насоса 14 подключена к напорной линии 26, пружинная полость 32 этого регулятора связана через клапан 34 с рабочими полостями 3 и 4 гидроцилинДра 2. Следящий гидропривод (фиг. 1) работает следующим образом. При препятствующей нагрузке, действующей на щток 38 при перемещении золотника 5 управления, гидроусилитель работает по схеме работы гидроусилителя с отрицательной обратной связью. Рассмотрим работу привода при действии помогающей нагрузки. Пусть золотник 5 управления перемещается влево (по чертежу) тогда полость 4 гидроцилиндра 2 соединяется с источником питания 1, а полость 3 - с линией 8 слива. При возникновении помогающей нагрузки давление жидкости в полости 3 гидроцилиндра 2 больше, чем в полости 4, поэтому потенциал, снимаемый с ползунка 41, больше потенциала ползунка 42 и aпpaвлeниe тока в обмотке 43 реле 44 слева направо (по чертежу). При этом напряжение с контакта 47 через замкнутый с ним контакт 45 и далее через контакты 49 и 50 сигнализатора 48 подается к линии 53 управления распределителя 10, который подключает гидромотор 12 к линии 6, и жидкость из полости 3 гидроцилиндра 2 поступает на вход 22 гидромотора 12 через обратный клапан 18. При отключенной системе рекуперации регулятор 15 подачи ус- танавливает насос 14 в режим наименьшей подачи. На практике режим наименьшей подачи соответствует коэффициенту трансформации (отношение давления на выходе из насоса к давлению на входе в гидромотор) и равно двум, так как давление в одной из рабочих полостей гидроцилиндра 2 больше половинного давления источника питания 1, если сопротивления входной и выходной кромок золотника 5 управления приблизительно одинаковые. При включении распределителя 10 гидромотор 12 начинает вращаться, и перепад давления на дроссельном устройстве 27 увеличивается, одновременно увеличивается подача насоса 14. Однако при дальнейшем увеличении подачи насоса 14 из-за увеличения рабочего объема увеличивается момент на насосе 14 и, соответственно на гидромоторе 12, благодаря чему гидромотор 12 уменьшает скорость своего вращения, что приводит к уменьшению перепада на дроссельном устройстве 27 и уменьшению рабочего объема насоса 14. Скорость вращения гидромотора 12 задается изменением сопротивления дроссельного устройства 27, в результате чего изменяется и подача насоса 14 и гидромотора 12, и в конечном счете, скорость перемещения штока 38. Изменение сопротивления дроссельного устройства 27 осуществляется перемещением золотника 5 управления, механически связанного с дроссельным устройством 27, Которое может быть выполнено в виде золотника. Аналогично работает и привод по фиг. 3. Клапан 34 сообщает полость 32 регулятора 15 подачи с полостью 3 или 4, в которой давление меньше. Полость 33 при включении распределителя 10 сообщается также с полостью 3 или 4, но с той, где большее давление. При препятствующей нагрузке регулятор 15 подачи насоса 14 переводит его на режим малой подачи. При возникновении помогающей нагрузки регулятор 15 переводит насос 14 на режим больщей подачи, пропорциональной величине нагрузки. Скорость движения штока 38 регулируется изменением сопротивления входной кромки золотника 5 управления. При включении линий 53 и 54 управления при включении системы рекуперации полости3 и 4 отключаются от источника питания 1, при перемещении штока 38 влево (по чертежу) полость 4 заполняется жидкостью из линии 8 слива через обратный клапан 31, а жидкость из полости 3 поступает на вход 22 гидромотора 12. Для регулирования скорости перемещения щтока 38 (по схеме на фиг. 3) в линии 26 либо на входе 22 в гидромотор 12 или на выходе 23 из него должно быть установлено регулируемое дроссельное устройство. Предложенное устройство позволяет отключать вторую полость гидроцилиндра от источника питания, например, соединением 56

линий управления распределителей, что да- равлической энергии, тем самым повысить ет возможность полностью использовать по- КПД привода и его динамические характемогающую нагрузку для рекуперации гид-ристики.

1097517

1. СЛЕДЯЩИЙ ГИДРОПРИВОД, содержащий источник питания, гидроусилитель с обратной связью по положению, выполненный в виде гидроцилиндра с золотником управления, причем рабочие полости гидроцилиндра связаны рабочими линиями через золотник управления с источником питания и линией слива, и систему рекуперации, включающую гддроаккумулятор и двухпозиционные- электроуправляемые распределители, установленные в рабочих линиях, причем одна из линий каждого распределителя связана через обратный клапан с гидроаккумулятором, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД гидропривода, система рекуперации снабжена установленным между гидроаккумулятором и выходами обратных клапанов гидромотором постоянного рабочего объема и механически связанным с ним регулируемым насосом с гидроуправляемым регулятором подачи, причем вход тидромотора сообщен с выходами обратных клапанов, выход - с линией слива и входом регулируемого насоса, а выход насоса связан линией нагнетания с гидроаккумулятором. 2.Гидропривод по п. I, отличающийся тем, что система рекуперации снабжена установленным в линии нагнетания насоса дроссельным устройством, элемент управления которого механически связан с золотнико м управления, причем полости управления регулятора подачи насоса сообщены с его линией нагнетания соответственно до и после дроссельного устройства. 3.Гидропривод по п. 1, отличающийся (Л тем, что система рекуперации снабжена клапаном с двумя полостями управления, сообщенными с рабочими полостями гидроцилиндра, которые связаны через клапан с одной из полостей регулятора подачи, другая полость которого связана с линией нагнетания насоса. 4.Гидропривод по пп. 1-3, отличающийсо ся тем, что выход гидромотора соединен через дополнительно установленные обратные ел клапаны с рабочими полостями гидроцилиндра.

А m m m / /4« 5 7 гч

28 27

29

26

о i оi

/7

qPfff.