Демпфируемый позиционный привод Советский патент 1986 года по МПК F15B11/12 

1

1. Привод по п. 1 о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что управляющая полость связана с линией нагнетания, каналом, выполненным в штоке пневмо- цилиндра.

3. Привод по п.2, отличающийся тем, что линия нагнетания связанная с управляющей полостью, снабжена регулируемым дросселем с обратным клапаном.

1 .

Изобретение относится к машинострению, в частности к устройствам гидрпневмоавтоматики, и может быть исползовано в механизмах, требующих дискретного позиционирования.

Целью изобретения является .уменьшение габаритов и увеличение быстродействия.

На чертеже представлена принципиальная схема привода.

Демпфируемый позиционньй привод содержит исполнительный цифровой многоразрядный пневмоцилиндр 1с установленными в нём последовательно сцепле.нньми поршнями 2-4, которые снабжены ограничителями 5-7 перемещения, с образованием рабочих полостей 8-10 возвратной полости 11 Кроме того,привод содержит демпфирующее устройство, включающее связанный со штоком 12 поршень 13 с ограничителем 14 перемещения, расположенный в возвратной полости 11с образованием управляющей полости 15. Поршень 13 установлен в пневмоци- линдре 1 с возможностью взаимодействия с поршнем 2 старшего разряда через ограничитель .14. Управляющая полость 15 постоянно связана с линией 16 нагнетания каналом 17, вьшол ненным в штоке 12. В линии 16 установлены регулируемьй дроссель 18 с обратньм клапаном 19, регулятор 20 и аккумулятор 21. Рабочие полости 8 - 10 связаны с линией 22 сброса и линией 16 нагнетания пневмораспределителями 23-25.

Привод работает следующим образом.

В исходном положении (как подаза- но на чертеже) рабочие полости 8-10

206498

4.Привод по п.З, отличающий с. я тем, что в линии нагнетания до регулируемого дросселя установлен регулятор давления-.

5.Привод по п.4, отличающийся тем, что к линии нагнета, ния между регулируемым дросселем и регулятором давления подключен дополнительно установленный аккумулятор.

сообщены с линией 22 сброса рабочей среды, и поршни 2 - 4 прижаты один к другому давлением, подведенным к управляющей полости 15. Поршень 13 взаимодействует -с поршнем 2 через ограничитель 14. Это объясняется тем, что давление в полости 15 боль- ше давления в возвратной полости 11, а также тем, что эффективная площадь

поршня 13 со стороны полости 15 больше эффективной площади поршня 13 со - стороны возвратной полости 11.

При подаче команды на пневмо- распределители 23 - 25 требуемая

часть их срабатывает, и соединенные с ними рабочие полости 8-10 сообщаются с линией 16 на нагнетание, а соответствующие им поршни 2-4 начинают перемещаться.

При этом поршень 2 прижимаетсяк поршню 13, так как имеет ускорение и скорость больше, чем у поршня 13, поскольку величина присоединенной к поршню 13 через шток 12 массы груза Р значительно превосходит массу поршней 2 - 4.

Сближение поршней 2 и 13 привоит к вытеснению рабочей среды из управляющей полости 15 через канал 1 7

в линию 16. Такое вытеснение рабочей среды происходит благодаря резкому возрастанию давления в полости 15 при быстром сближении поршней 2 и 13, при этом величина давления в полости 15 значительно превосходит давление рабочей среды в линии 16. Так, например, если рабочей средой является жидкость, то достаточно ничтожного уменьшения

объема полости 15 для резкого возрастания давления в ней из-за малой

сжимаемости жидкости. Если рабочей средой является газ, то происходит увеличение давления в полости 15 пропорционально уменьшению ее объем

Для уменьшения времени опорожнения Лолости 15 и сглаживания скачка давления, возникающего в полости 15 в начальный момент движе-- ния, в линии 16 установлен аккумулятор 21, подключенный к полости 15 через обратньш клапан 19.. Если рабочей средой в приводе является газ, то в качестве аккумулятора 21 может быть использована пневмоем- кость.

Для жидкой рабочей среды объем аккумулятора 21 должен составить порядка 1,5-2 объемов управляющей полости 15, а-для газа - 4-5 объемо полости 15 (в исходном положении привода) для обеспечения свободного опорожнения полости 15.

Первыми прекращают движение поршни 2 - 4, которые удерживаются на месте своими ограничителями 5 - 7. Поршень 13, находившийся в момент рабочего хода приврда в непосредственном контакте с поршнем 2, после остановки последнего продолжает сво движение за счет сил инерции,обуслоленных присоединенной к поршню 13 . массой груза Р. Этот процесс соответствует периоду торможения привода, так как в полости 15 создаетс пониженное давление из-за увеличени ее объема, происходящего при раз- движении поршней 2 и 13, и на последнем возникает демпфирующее усили величина которого может быть определена из выражения

IfCf

flOAn f|i 15 JJ

текущее значение давления в возвратной полости 11J

текущее .значение давления в управляющей полости 15;

-эффективная площадь поршня 13 со стороны

-возвратной полости 11j

-эффективная площадь поршня 13 со стороны управляющей полости 15.

Объем полости 15 определяется величиной хода лоршня 13, который, в свою очередь, определяет величину тормозного пути. Тормозной путь МО-

| РА с МП

где

Рп

noftn

Р,г

4J

жет быть определен из закона сохранения энергии

- -РдемпеФ г

0

5

0

5

0

5

0

5

0

где: V - скорость перемещения штока 12 с грузом Р, М - масса груза Р; 2т)- величина тормозного пути. Следовательно, величина тормозного пути определяется из следующего вьфажения:

MV

ffi

. C i nap,nr,j (J

Для рассматриваемого типа приводов величина хода поршня 13 должна соста ит ь порядка 0,05-0,1 от максимальной величины хода штока 12.

Учитывая, что рассматриваемый позиционный привод может быть использован для перемещения различных по массе грузов, в нем предусмотрена возможность осуи(ествления регулиро- .вания демпфирующего усилия путем изменения давления рабочей среды в полости 15. Для этого в линии 16 установлен регулируемьй дроссель 18 и регулятор 20 давления. Настройкой дросселя 18 регулируется расход рабо чей среды, поступающей в полость 1.5 в период торможения привода,когда происходит увели чение объема полости 15.

Давле1ше в полости 15 зависит от ее объема и от количества рабочей среды в ней, следовательно, регулируя расход рабочей среды в полости 15, можно регулировать и величину давле1шя в ней.

После плавной остановки поршня 13 процесс торможения заканчивается. Так как объем полости 15 остается постоянным, то давление в ней поднимается, за счет подачи в нее рабочей среды до давления, определяемого настройкой регулятора 20 давления.

При снятии кома1ады с пневмораспре- делителей 23 - 25 рабочие полости 8-10 сообщаются с линией 22 сброса рабочей ср1еды и поршни. 2 - 4 устанавливаются в исходное положение.

После остановки поршней 2-4 поршень 13 продолжает двигаться по инерции. Причем, как и ранее, усилие, действующее па поршень 13 со стороны управляющей полости 15, превосходит усилие, действующее на поршень 13 со стороны возвратной полости 11. Вели51206498.6

чина демпфирукхщего усилия и в этом но уменьшаются габариты и увеличи- случае зависит от настройки дроссе- вается быстродействие за счет умень- ля 18 и регулятора 20.шенйя величины хода демпфирующего

В результате использования предло-ц устройства и уменьшения времени тор- женной. конструкции привода значитель- можения.