Пневмогидравлический привод Советский патент 1984 года по МПК F15B1/02 F15B11/12 

/7/г J7 J „х X

л

1. 1 Изобретение относится к позиционным пневмогидравлическим приводам для привода рабочих органов автоматических манипуляторов с программным управлением и станков. Известен пневмогидравлический привод, содержащий исполнительный цилиндр с поршнем, штоковая полость которого соединена напорной магистралью через аппаратуру управления с дросселем с герметически закрытым резервуаром с-рабочейжидкостью, находящейся под давлением сжатого воздуха, а поршневая полость - через пневьюраспределитель соединена с пневмосетью. Привод снабжен гидропневмоаккумулятором высокого давления, установленным в напорной магист рали между дросселем и резервуаром с рабочей жидкостью и соединенны с последним через обратный клапан, и блоком компенсации гидроудара в аппаратуре управления. Для охлаждения рабочей жидкости и гашения шума выхлопа сжатого воздуха гидропневмоаккумулятор и резервуар с жидкостью размещены в оболочке, заполненной пористым материалом (например, пористой медью) и соединенной с поршневой полостью исполнительного цилиндра 1. Недостатком известного привода .является недостаточно высокая точнос позиционирования, поскольку возможно перемещение выходного звена привода при окончании его торможения. Цель изобретения - повышение точности позиционирования путем равномерного уменьшения усилий на поршень при его торможении. Поставленная цель достигается тем что пневмогидравлический привод, содержащий исполнительный цилиндр с ус тановленным в нем поршнем и штоком с образованием поршневой и штоковой полостей, соединенных через пневмора пределитель с пневмосетью и гидропне моаккумулятором, заключенным в оболочку, установленные в напорной магистрали дроссель и обратные клапаны блок компенсации гидроудара, дополни тельно снабжен двухлинейным пневмораспределителем и управляемь1м по дав лению в поршневой- и штоковой полостя двухкромочным четырехлинейным клапаном золотникового типа, первая кром ка которого подключена к штоковой п лости и через обратный клапан к гид 1 пневмоаккумулятору, вторая - к пневмораспределителю и оболочке гидропневмоаккумулятора, а двухлинейный .пневмораспределитель подключен параллельно второй кромке четьфехлинейного клапана. На чертеже изображена принципиальная схема пневмогидравлического привода. Привод содержит исполнительный цилиндр 1 и поршень 2 со штоком, штоковая полость 3 которого соединена напорной магистралью 4 через гидрораспределители 5 и 6 и дроссель 7, а также гидролиниями 8 и 9 через кромку 10 двухкромочного четырехлинейного клапана 11 золотникового типа и обратные клапаны 12 и 13 с полостью 14 гидроцилиндра 15 и с герметически закрытым резервуаром 16, где находится рабочая жидкость под давлением сжатого воздуха. Поршневая полость 17 пневмолинией 18 через четырехлинейный пневмораспределитель 19соединена с пневмосетью 20. Гидропневмоаккумулятор 21 высокого давления подключен к напорной магистрали 4 между распределителем 6 и резервуаром 16 с рабочей жидкостью и соединен через обратный клапан 13 с последним. Блок 22 компенсации гидроудара выполнен в виде гидроцилиндра 15 с дифференциальным поршнем 23, разделяющим гидроцилиндр 15 на три полости 14, 24 и 25, причем полость 24 соединена с напорной магистралью 4 до дросселя 7, полость 25 - после дросселя 7, а полость 14 через обратный клапан 12 с гйдропневмоаккумулятором 21. Гидропневмоаккумулятор 21 и резервуар 16 размещены в оболочке 26, заполненной пористым материалом, например пористой медью, и выполняющей одновременно роль охладителя нагреваемой рабочей жидкости в гидропневмоаккумуляторе 21 и резервуаре 16 и глушителя шума выхлопа сжатого воздуха, вытесняемого из поршневой полости 17 исполнительного цилиндра 1. Дополнительный двухлинейный пневмораспределитель 27 пневмЬлиниями 28, 29 соединен с пневмораспределителем 19 и оболочкой 26 гидропневмоаккумулятора 21. Дополнительно установленный двухкромочный клапан 11 выполнен В виде двухступенчатого золотника 30 с пружиной 31 и упором 32, управляющие полости 33 и 34 которого подключены

соответственно к поршневой полости 1 через пневмораспределитель 19 и к штоковой полости 3. Кромка 35 подключена .пневмолиниями 28 и 29 соответственно к пневмораспределителю 19 и оболочке 26, Поршень 2 исполнительного цилиндра 1 выполнен с кольцевой проточкой 36 и резиновыми уплотнени- ями 37, Дренажный канал 38 соединяет кольцевую проточку 36. в поршне 2 с-гидролиниями 39 и 40 утечек с гидрораспределителями 5 и 6, полостью 14 в гндроцилиндре 15, резервуаром 16 и обратным клапаном 41, Обратные клапаны 42 и 41 предназначены для зарядки гидропневмоаккумулятора 21 инертным газом, например азотом,

. и для зарядки системы рабочей жидкостью соответственно.

Привод работает следующим образом Б зависимости от позиции пневмораспределителей 19 и 27 и пщрораспределителей 5 и 6 исполнительный цилиндр 1, соединенный с рабочим органом (не показан), осуществляег возвратно-поступательное перемещение как с рабочей скоростью, так и с тормозной.

При неподвижном .положении рабочег органа воздух и жидкость не поступают в исполнительный цилиндр . Пневмораспределитель 19 находится в нейтральном положении,а гидрораспределители 5 и 6 и пневмораспределитель 27 - в левой (по чертежу) позиции, подача сжатого воздуха закрыта, поршневая полость 17 исполнительного цилиндра 1 и резервуар 16 с жидкостью соединены, через клапан 11 с оболоч- . кой 26 и атмосферой.

Когда испЪлнительн.ш цилиндр 1 . перемещается влево (по чертежу), пневмораспределитель 19 находится .в левой позиции, а гидрораспределителй 5 и 6 и пневмораспределитель 27 - в правой. Через пневмолинию 18 подается сжатьш воздух в поршневую полости 17 исполнительного цилиндра 1, Жидкость из штоковой полости 3 . исполнительного цилиндра 1 через гидрораспределители 5 и 6 поступает в гидропневмоаккумулятор 21, сжимая находящийся в его верхней части газ. Обратные клапаны 12 и 13 закрывают доступ рабоче жидкости в резервуар 16 и в полость 14

.гидроцилиндра 15. Золотник 30 клапана 11 под действием пружины 31 и давления в управляющей полости 34 псремео аетс

влево, перемегцая кромку 10 и перекрывая гидролинию 9,

Жидкость в резервуаре 16 находится под атмосферным давлением, так как пневмораспределитель 27 находится в правой позиции. Поршень 23 гидроцилиндра 15 находится в верхнем положении в связи с малым перепадом давления на пщрораспределителе 5 и благодаря тому, что площадь поршня 23 снизу больше, чем свеоху. Жидкость по каналу 38 и гидролиниям 39i и 40 ИЗ исполнительного цилиндра 1 и г.идрораспределителей 5 и 6 поступает в резервуар 16 и в полость 14 гидроцилиндра 15. Затем гидрораспределитель 5 переключается в левую по-зицию и скорость перемещения исполнительного цилиндра 1 понижается до скорости торможения, регулируемой дросселем 7. Жидкость из штоковой полости 3 исполнительного цилиндра 1 поступает через дроссель 7 и гидрораспределитель 6 в гидропневмоаккумулятор 21, В связи с большим перепадом давления на дросселе 7 поршень 23 гидроцилиндра 15 опускается и перекрывает гидролинию 40 утечек, вытесняя масло из полости 14 через обратный клапан 12 в гидропневмоаккумулятор 21. Г щpoцилиндp 15 уменьшает заброс давления жидкости перед дросселем 7 в штоковой полости 3 исполнительного цилиндра 1, Таким образом, гидроцилиндр 15, компенсируя утечки жидкости в исполнительном цилиндре 1, одновременно выполняет функции гасителя гидроудара. Это предотвращает скачкообразные движения рабочего органа, связанного

с исполнительным цилиндром 1.

Пьзиционирование исполнительного цилиндра 1 осуществляется установкой гидрораспределителя 6 и пневмогидрорас пределителя 27 в левую позицию, а пневмораспределителя 19 - в нейтральную. Ожатый воздух из поршневой полости 17 поступает в управляющую полость 33, воздействуя на золотник 30, который преодолевает сопр 1тпвление пружины 31 и открывает кромк-и 35 и 10. По пневмолиниям 28 и 29 через оболочку 26 воздух поступает в атмосферу, а жидкость по гидролиииям 8 и 9 поступает в полость 14 гидроцилиндра 15, поднимая поршень 23 вверх. Пропуская ежатый воздух и жидкость соответственно через кромки 35 и 10, клапан 11 автомагически обеспечивает убывание силы давления воздуха в полости t7 и силы давления масла в полости 3 на гидроцилиндр 1 с одинаковой скоростью. Это обеспечивает неподвижность гидроцилиндра 1 после одновременного перевода пневмораспределителя 19 в нейтральную позицию, а пневмораспределителя 27 и гидрораспределителя 6 в левую позицию, что существенно уве личивает точность позиционирования. гидроцилиндра 1. Изменяя сжатие пружины 31, можно регулировать скорость падения давления в полостях 17-и 3.

Изменение направления движения исполнительного цилиндра 1 осуществляется установкой пневмораспределителей 19 и 27 и гидрораспределителей 5 и 6 в правую позицию. Исполнительный цилиндр 1 перемещается вправо, жидкость под давлением газа в гидропневмоаккумуляторе 21 поступает через гидрораспределители 5 и 6 в штоковую полость 3 цилиндра 1. Воздух из поршневой полости 17 цилиндра 1 через пневмораспределители 19 и 27 И оболочку 26 выходит в атмосферу, охлаждая рабочую жидкость в гидропневмоаккумуляторе 21 и резервуаре 1 Через пневмораспределитель 19 сжатый воздух из пневмосети 20 поступает в резервуар 16. Жидкость по гидролиниям 8 и 9 через кромку 10 не проходит, так как золотник 30 под действием пружины 31 находится в левом положении.

При работе гидропневмоаккумулятора 21 жидкость из резервуара 16 в гидросистему не поступает, так как обратный клапан 13 закрыт. Если же жидкость из гидропневмоаккумулятора 21 не поступает (при запуске системы или после длительной ее остановки), то под действием сжатого воздуха в резервуаре 16 жидкость через обратный клапан 13, гидрораспределители 5 и 6 поступает в исполнительный цилинДр 1. В зтом случае цилиндр 1 перемещается с меньшей скоростью, чем при подаче жидкости из гидропневмоаккумулятора 21.

При рабочем ходе исполнительного цилиндра 1 влево жидкость поступает в гидропневмоаккумулятор 21 и нормалная работа восстанавливается.

Технико-экономическая эффективность от использования изобретения заключается в повышении точности позиционирования за счет исключения перемещения рабочего органа при сбросе давления сжатого воздуха и жидкости, т.е. при его торможении, что расщиряет область применения.

ПНЕВМОГИДРАБЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД по авт. св. № 931987, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения точности позиционирования путем равномерного уменьшения усилий на поршень при его торможении, он снабжен двухлинейным пневмораспределителем и управляемым по давлению п поршневой и штоковой полостях двухкромочным четырехлинейным клапаном золотникового типа, первая кромка которого подключена к штоковой полости и через обратный клапан к гидропневмоаккумулятору, вторая - к пневмораспределителю и оболочке гидропневмоаккумулятора, а двухлинейный пневмораспределитель подключен параллельно второй кромке четырехлинейного клапана.