Электрогидравлический усилитель мощности с обратной связью по давлению Советский патент 1986 года по МПК F15B9/03 

Изобретение относится к гидроприводу, а именно к электрогидравлическим усилителям мощности для следящего гидропривода, и может быть использовано в устройствах, где предъявляются высокие требования к удельной мощности при большой точности воспроизведения заданного перепада давления на выходе усилителя, например в виброиспытательной технике и роботостроении.

Целью изобретения является повышение точности воспроизведения заданного перепада давления,

На чертеже представлена принципиальная схема усилителя.

Электрогидравлический усилитель мощности содержит электромеханический, преобразователь 1 с заслонкой 2, расположенной между двумя соплами 3 и 4, дросселирующий золотник 5, установленный в корпусе 6 с образованием торцовых управляющих камер 7 и 8 и торцовых камер 9 и 10 обратной связи. Заслонка 2 образует гидроусилитель сопло - заслонка. Электромеханический преобразователь 1, гидроусилитель типа сопло - заслонка, торцовые управ- лякицие камеры 7 и В и два постоянных дросселя 11 и 12 образуют первый каскад усиления. Дросселирующий золотник 5,.подключенный к исполнительным гидролиниям 13 и 14 и к напорной и сливной гидролиниям 15 и 16, входит в состав второго каскада усиления. Торцовые камсрщ 9 и 10 соединены между собой канал.ом 17, выполненным в дросселирующем золотнике 5, с установленными в нем тремя дросселями 18, 19 оИ 20. Дроссели 18 и 20 расположены в концевых частях золотника 5 и выполнены с одинаковой гидравлической проводимостью, а дроссель 19 расположен в средней части золотника 5. При этом отношение гидравлических проводимос- тей дросселя 19 и дросселя 18 (20) составляет 0,1-0,15. Исполнительные гидролинии 13 и 14 связаны с каналом 17 отверстиями 21 и 22. Отношение эф- ф ктивньж площадей торцовой камеры 9 (10) и торцовой управляющей камеры 7 (8) составляет 0,,35.

Усилитель работает следующим образом.

Сигнал управления с помощью электромеханического преобразователя 1, перемещающейся между двумя соплами 3 и А заслонки 2 и двух иостоянных дросселей 11 и 12 преобразуется в пе

репад давления в торцовых управляющих камерах 7 и 8. Под действием перепада давления в камерах 7 и 8 золотник 5 перемеп1ается в осевом направлении, со- ответствующем перемещению заслонки 2. Вследствие наличия отрицательной обратной связи по давлению и дополнительного обр.атного контура расхода, осуществляемых посредством сквозного канала 17 и постоянных дросселей 18 - 20, в торцовых камерах 9 и 10 обратной связи золотника 5 установится перепад давления, создающий на золотнике 5 усилие, противоположное усилию управления. Величина этого усилия пропорциональна разности давлений в исполнительных гидролиниях 13 и 14 и расходу на выходе усилителя и определяется соотношением проводимостей по- стоянных дросселей 18 - 20. Как только осевые усилия, создаваемые на золотнике 5 перепадом давления в камерах 7 и 8 и камерах 9 и 10, станут равны,золотник 5 остановится.Если за счет изменения нагрузки на исполнительный орган (не показан) изменяется расход в исполнительных гидролиниях 13 и 14,это приводит к изменению расхода через дроссели 18 - 20 и соответствующему изме- нению усилия на золотнике,5, что вызывает его допол нитель.ное смещение, восстанавливающее требуемый перепад давления на выходе усилителя.

Эффективность предложенной кон- струкции усилителя в значительной степени определяется рациональным выбором проводимостей дросселей 18 - 20 1 соотношения эффективных площадей камер 9 (10) и 7 (8).

С целью определения рациональных параметров усилителя составлена и экспериментально проверена нелинейная математическая модель рассматриваемой конструкции. Расчеты проводили для ряда типоразмеров усилителя- с диаметрами золотников 16 - 32 мМ. Оптимизация параметров усилителя проведена с помощью комплекса методов нелинейного программирования на базе метода штраф- ньгх функций с модифицированными функциями Лагранжа, при этом в качестве критерия оптимизации приняты показатели точности воспроизведения; заданного выходного давления, а ограниче- нием служила заданная степень устойчивости работы усилителя. В результате проведенной оптимизации установлено, что для рассматриваемого типоразмерного ряда конструкций отношен-ие проводимостей дросселя 19 и двух симметричных дросселей 18 и 20 должно составлять О,.1-0,15, а отношение эффективных площадей камер 9 (10) и 7 (8) - 0,3-0,35. При этом уменьшение отношения проводимостей дросселей 19 и 18,20 меньше 0,1 приводит к потере устойчивости усилителя, а увеличение Bbtaie 0,15 ведет к резкому уменьшению

Редактор И. Рыбченко Заказ 2552/41

Составитель В. Коваль

Техред Н.Бонкало Корректор В. Синицкая

Тираж 610Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета.СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,-4

12864

коэффифицента усиления по перепаду давления на выходе золотника 5. Умень шение отношения эффективных площадей камер 9 (10) и 7 (8) ниже 0,3 приво- 5 дит к снижению точности воспроизведё- .ния заданного перепада давления на выходе золотника 5, а увеличение этого отношения вьпие 0,35 нецелесообразно в связи с резким снижением ко- 0 эффициента усиления.