Гидропривод Советский патент 1984 года по МПК F15B11/02 

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть иснользовано в гидросистемах сельскохозяйственных и строительнодорожных машин, работающих в условиях знакопеременных нагрузок с обеспечением плавающего положения выходного звена.

Известен гидропривод, содержащий исполнительный гидродвигатель, насос, два дифференциальных клапана, распределительный золотник с торцовыми полостями, соединенный с насосом, сливом и полостями гидродвигателя 1.

Недостатками данного гидропривода являются низкие КПД и надежность из-за невозможности регулирования скорости при попутной нагрузке.

Известен также гидропривод, содержащий исполнительный гидродвигатель, насос с предохранительно-разгрузочным устройством, два дифференциальных клапана с пружинными полостями, соединенными через дроссели с подводящими каналами, основной распределительный золотник с двумя торцовыми полостями, соединенный центральным окном с насосом, а проточками, взаимодействующими с поясками, - с полостями гидродвигателя и через дифференциальные клапаны, - со сливом, два управляющих золотника, подключенных дросселирующими кромками к торцовым полостям основного золотника, вспомогательное распределительное устройство и два, связанных с последним и с дифференциальными клапанами, обратных клапана 2.

Указанный гидропривод характеризуется также низкими КПД и надежностью вследствие недостаточной жесткости механлческих характеристик.

Целью изобретения является повыщение КПД и надежности

Поставленная цель достигается тем, что гидропривод, содержащий исполнительный гидродвигатель, насос с предохранительноразгрузочным устройством, два дифференциальных клапана с пружинными полостями, соединенными через дроссели с подводящими каналами, основной распределительный золотник с двумя торцовыми полостями, соединенный центральным окном с насосом, а проточками, взаимодействующими с поясками, - с полостями гидродвигателя и через дифференциальные клапаны - со сливом, два управляющих золотника, подключенных дросселирующими кромками к торцовым полостям основного золотника, вспомогательное распределительное устройство и два, связанных с последним и с дифференциальными клапанами, обратных клапана, снабжен редукционным и следящим однокромочными золотниками с камерами управления, вспомогательное распределительное устройство выполнено в виде подпружиненного с двух сторон щестипояскового золотника с торцовыми камерами управления, четырьмя проточками, охватывающими первый, второй, третий и четвертый пояски, и с пятью окнами, расположенными между каждыми двумя соседними поясками, а каждый управляющий золотник выполнен с дополнительной дросселирующей кромкой, при этом редукционный золотник соединен входом и камерой управления с дополнительными кромками управляющих золотников, а выходом - с окнами вспомогательного золотника, расположенными между вторым и третьим, четвертым и пятым, пятым и щестым поясками, следящий золотник соединен камерой управления с окном вспомогательного золотника, расположенным между первым и вторым поясками, входом - с окном между третьим и четвертым поясками, а выходом - со сливом, причем проточки вспомогательного золотника, охватывающие первый и второй пояски,соединены каждая с одной из полостей гидродвигателя, проточки, охватывающие третий и четвертый пояски, соединены каждая с пружинной полостью одного из дифференциальных клапанов и через обратный клапан - с выходом редукционного золотника, а торцовые камеры вспомогательного золотника подключены к торцовым полостям основного золотника.

На чертеже изображена схема гидропривода.

Гидропривод содержит исполнительный

гидродвигатель 1, насос 2 с предохранительно-разгрузочным устройством 3, дифференциальные клапаны 4 и 5 с пружинными полостями 6 и 7, соединенными через дроссели 8, 9 с подводящими каналами 10, 11, основной распределительный золотник 12

с торцовыми полостями 13, 14, соединенный центральным окном 15 с насосом 2, а проточками 16, 17, взаимодействующими с поясками 18, 19, - с полостями 20, 21 гидродвигателя 1, и через клапаны 4, 5 - со сливом, управляющие золотники 22, 23, подключенные дросселирующими кромками 2427 к торцовым полостям 13, 14 золотника 12, в которых размещены пружины 28, 29, обратные клапаны 30, 31, редукционный однокромочный золотник 32 с камерой 33 управления, следящий однокромочный золотник 34 с камерой 35 управления и вспомогательное распределительное устройство в виде щестипояскового золотника 36 с торцовыми камерами 37, 38 управления, первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и

шестым поясками 39-44 соответственно, проточками 45-48, охватывающими пояски 3942 соответственно, и с окнами 49-53, расположенными между каждыми двумя соседними поясками 39-44, а управляющие золотники 22, 23 выполнены с дополнительными

дросселирующими кромками 54 и 55 соответственно.

При этом золотник 32 соединен входом и камерой 33 с кромками 54, 55, а выходом -

с окнами 50, 52, 53, золотник 34 соединен с камерой 35 с окном 49, входом - с оконом 51, а выходом со сливом, причем проточка 45 соединена с полостью 20 гидродвигателя 1, проточка 46 - с полостью 21, проточка 47 - с пружинной полостью 6 и через обратный клапан 30 и окно 53 - с выходом золотника 32, а проточка 48 - с пружинной полостью 7 и через обратный клапан 31 и окно 53 - с выходом золотника 32. При этом торцовые камеры 37 и 38 подключены к торцовым полостям 13 и 14 соответственно.

Золотник 36 подпружинен с двух сторон пружинами 56 и 57. Золотники 22, 23 имеют электромагниты 58, 59 управления, устройство 3 - электромагнит 60 управления, золотник 61 и клапаны 62, 63. Гидродвигатель 1 имеет поршень 64.

Гидропривод работает следующим образом.

В исходном (нейтральном) состоянии основной распределительный золотник 12 и вспомогательный распределительный золотник 36 находятся в среднем положении, дифференциальные клапаны 4 и 5 закрыты. Рабочие полости 20 и 21 замкнуты. Насос 2 работает в режиме разгрузки.

При подаче на золотник 12 сигналов управления (при обесточенном эктромагните 60) имеет место режим «плавающее положение. В этом режиме поршень 64 свободно перемещается вверх или вниз под действием внешней нагрузки. Например, при движении поршня вверх рабочая жидкость из полости 21 вытесняется через дифференциальный клапан 4, открытие которого обеспечивается за счет соединения полости 6 через обратный клапан 30, золотник 36, редукционный золотник 32 и управляющие кро41ки 54 и 55 управляющих золотников 22 и 23 со сливом. Заполнение полости 20 гидродвигателя 1 осуществляется аналогично через дифференциальный клапан 5, открытие которого обеспечивается за счет разности давлений в канале 11, где имеет место разрежение.

В режиме «подъем на электромагниты 58 и 60 подаются электрические сигналы управления, электромагнит 59 обесточен. В соответствии с поданными электрическими сигналами устройство 3 переходит в режим предохранения, управляющий золотник 22 смещается вправо. В результате торцовая полость 13 О.СНОВНОГО распределительного золотника 12 и торцовая камера 37 вспомогательного распределительного золотника 36 будут соединены с насосом 2, что приведет к смещению обоих золотников в крайнее правое положение.

Смещение основного распределительного золотника 12 обеспечит подвод рабочей жидкости от насоса 2 в полость 20.

При смещении вспомогательного распределительного золотника 36 рабочее окно 53

перекроется, что устранит возможность открытия обратных клапанов 30 и 31, проточки 47, 48 и 46 откроются и соединят: полость 6 дифференциального клапана 4 через редукционный однокромочный золотник 22 с кромкой 54 управляющего золотника 22; полость 7 дифференциального клапана 5 с входом следящего однокромочного золотника 34; канал 10 - с камерой 35 золотника 34. В результате дифференциальный кла0 пан 4 подготовлен к открытию. Дифференциальный клапан 5 при противодействующей нагрузке открыт на величину, обеспечивающую минимальное превыщение давления перед дифференциальным клапаном 4 над давлением, обусловленным нагрузкой; при

5 помогающей (попутной) нагрузке клапан 5 открыт полностью и обеспечивает разгрузку насоса 2. Открытием дифференциального клапана 5 управляет следящий однокромочный золотник 34. При повышении давления

Q перед дифференциальным клапаном 4 одновременно повыщается давление в верхней камере 35 следящего однокромочного золотника 34, что приводит к его смещению вниз и соединению полости 7 дифференциального клапана 5 со сливом. Таким образом диффе5 ренциальный клапан 5 открывается, и давление перед дифференциальным клапаном 4 понижается до заданного значения. При понижении давления перед дифференциальным клапаном 5 одновременно понижается давление в камере 35 следящего однокромоч ного золотника 34, что приводит к его смещению вверх и повыщению давления перед дифференциальным клапаном 4 до заданного значения. При помогающей нагрузке давление перед дифференциальным клапаном 4 всегда будет больше заданного значения, следящий однокромочный золотник 34 будет максимально смещен вниз и обеспечит максимальное открытие дифференциального клапана 5.

0 Таким образом, при противодействующей нагрузке перед дифференциальным гидроклапаном 4 поддерживается давление , минимально превышающее давление, обусловленное нагрузкой, а при помогающей нагрузке обеспечивается минимальное давле5 ние на выходе насоса 2, что предопределяет получение хороших энергетических показателей гидропривода, т.е. высокий КПД.

При увеличении электрического сигнала управления на электромагните 58 увеличивается смещение управлящего золотника 22 вправо и открытие кромки 54. В результате дифференциальный клапан 4 откроется на величину, пропорциональную поданному электрическому сигналу, и обеспечит вытеснение рабочей жидкости из полости 21.

5 Поршень 64 перемещается вверх со скоростью, пропорциональной электрическому сигналу управления. Так как при любом изменении противодействующей нагрузки перепад давления на дифференциальном клапане 4 постоянен, гидропривод обладает жесткой механической характеристикой. При противодействующей нагрузке редукционный, золотник 32 полностью открыт. При помогающей нагрузке при увеличении давления перед золотником 22 одновременно увеличится давление в камере 33 редукционного золотника 32, который сместится вверх, прикрывая золотник 32. В результате давление перед кромкой 54 управляющего золотника 22 уменьшится до заданного значения. При уменьшения давления перед золотником 22 редукционный золотник 32 смещается вниз. В результате давление перед кромкой 54 управляющего золотника 22 повысится до заданного значения.

Поддержание постоянного давления перед кромкой 54 управляющего золотника 22 устраняет влияние давления перед дифференциальным клапаном 4 на характеристику гидропривода, т.е. величина подъема дифференциального клапана зависит только от смещения управляющего золотника 22, а диапазон регулирования по смещению управляющего золотника 22 остается постоянным.

В режиме «опускание электрические сигналы управления подаются на электромагниты 59, 60. В соответствии с поданными электрическими сигналами устройство 3 переходит в режим предохранения, управляющий золотник 23 смещается влево, кромка 55 при начальном электрическом сигнале управления открывается на величину, необходимую для устранения зоны нечувствительности дифференциального клапана 5. В результате торцовая полость 14 и торцовая

камера 38 основного распределительного золотника 12 и вспомогательного распределительного золотника 36 будут соединены с насосом 2, что приведет к смещению обоих золотников в крайнее левое положение.

Смещение основного распределительного золотника 12 обеспечит подвод рабочей жидкости от насоса 2 в полость 21 гидродвигателя 1.

При смещении вспомогательного распределительного золотника 36 окно 53 перекроется, проточки 48, 47, 45 откроются и соединят полость 7 дифференциального клапана 5 через редукционный однокромочный золотник 32 с кромкой 55 управляющего золотника 23, полость 6 дифференциального клапана 4 - со следящим одкокромочным золотником 34, канал 11 дифференциального клапана 5 - с камерой 35 следящего однокромочного золотника 34.

Далее работа гидропривода в режиме 0 «опускание аналогична работе в режиме «подъем.

Таким образом, предлагаемый гидропривод, обеспечивая режимы работы «нейтраль, «плавающее положение, а также регулирование скорости в режимах «подъем 5 и «опускание, обладает жесткой механической характеристикой, высокими энергетическими показателями, обусловленными изменением напорного давления в зависимости от внешней нагрузки на поршень гидроцилиндра в процессе работы, т.е. высокими надеж° ностью и КПД.

Использование данного изобретения в гидросистемах сельскохозяйственных и строительно-дорожных мащинах позволит повысить их КПД и надежность и, тем самым, увеличить эффективность их использования.

ГИДРОПРИВОД, содержащий исполнительный гидродвигатель, насос с предохранительно-разгрузочным устройством, два дифференциальных клапана с пружинными полостями, соединенными через дроссели с подводящими каналами, основной распределительный золотник с двумя торцовыми полостями, соединенный центральным окном с насосом, а проточками, взаимодействующими с поясками - с полостями гидродвигателя и через дифференциальные клапаны - со сливом, два управляющих золотника, подключенных дросселирующими кромками к торцовым полостям основного золотника, вспомогательное распределительное устройство и два, связанных с последним и дифференциальными клапанами, обратных клапана, отличающийся тем: что, с целью повышения КПД и надежности. он снабжен редукционным и следящим однокромочными золотниками с камерами управления, вспомогательное распределительное устройство выполнено в виде подпружиненного с двух сторон щестипояскового золотника с торцовыми камерами управления, четырьмя проточками, охватывающими первый, второй, третий и четвертый пояски, и с пятью окнами, расположенными между каждыми двумя соседними поясками, а каждый управляющий золотник выполнен с дополнительной дросселирующей кромкой, при этом редукционный золотник соединен входом и камерой управления с дополнительными кромками управляющих золотников, а выходом - с окнами вспомогательного золотника, расположенными между вторым и третьим, четвертым и пятым, пятым и шес тым поясками, следящий золотник соединен (Л камерой управления с окном вспомогательного золотника, расположенным между первым и вторым поясками, входом - с окном между третьим и четвертым поясками, а выходом - со сливом, причем проточки вспомогательного золотника, охватывающие первый и второй пояски, соединены каждая с одной из полостей гидродвигателя, проточки, охватывающие третий и четверный пояски, соединены каждая с пружинной полостью одного из дифференциальных клапанов и через обратный клапан - с выходом редуксо ционного золотника, а торцовые камеры вспомогательного золотника подключены к торцовым полостям основного золотника.