Гидравлический привод Советский патент 1986 года по МПК F15B13/02 B23Q5/06 

Изобретение относится к машино- - строению, в частности к гидроавтоматике, и может быть использовано для привода исполнительных механизмов станков и роботов.

Цель изобретения - повьпиение КПД .привода и надежности.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема привода; на фиг. 2 - прерыватель потока, сечение А-А на фиг.1; на фиг. 3 - прерыватель потока, пропускающий половину максимальной производительности; на фиг. 4 - прерыватель потока при максимальном среднем расходе, сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - то же, сечение В-В на фиг.3; на фиг. 6 - график изменения расхода при максимальном среднем расходе; на фиг. 7 - прерыватель потока при минимальном среднем расходе, сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 8 - то же, сечение В-В на фиг. 3; на фиг.9 - график изменения расхода при мини- . мальном среднем расходе; на фиг. 10 - прерыватель потока при промежуточном расходе, сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 11 - то же, сечение В-В на фиг.З; на фиг. 12 - график изменения расхода.

Гидравлический привод содержит насос 1, напорную 2 и сливную 3 гидролинии, исполнительный гидродвигатель 4, подключенный к напорной гидролинии 2 через прерыватель 5 потока, выполненный в виде неподвижного кор-- пуса 6 с жестко связанными с ними втулками 7 и 8, и втулки 9. Втулки 7 и В снабжены рядом равномерно расположенных по окружности отверстий 10 и 11. Втулка 9 снабжена двумя рядами аналогичных отверстий 12 и 13, причем отверстия 12 одного ряда смещены на половину шага относительно отверстий 13 другого ряда (фиг. 2), количество и размеры отверстий 10, 11 и 12, 13 во втулках 7-9 выбраны так, чтобы длины дуг вьфезаемые отверстиями 10, 11 и 12, 13 по внеш- нрму диаметру (фиг. 2), бьши равны длинам дуг между двумя соседними отверстиями 10, 11и 12, 13. Втулка 7 закреплена в корпусе 6 так, что радиальные отверстия 10 смещены на половину шага относительно радиальных отверстий 11 втулки 8. Подвижная втулка 9 жестко связана с поводком 14. Внутри втулок 7-9 расположена поворотная пробка 15 с осевым каналом 16 и четьфьмя рядами радиальных отверс

5

0

5

0

5

0

5

0

тий 17, равномерно расположенных по окружности и по количеству равных количеству отверстий 10, 11 и 12, 13 во втулках 7-9. Пробка 15 связана с двигателем 18.

Регулятор 19 давления выполнен аналогично прерывателю 5 потока, а привод смещения втулки 9 - в виде гидроцилиндра 20, подключенного к напорной гидролинии через дополнительно установленньй дроссель 21, а его поводок 14 взаимодействует с пружиной 22, жесткость которой регулируется винтом 23.

Рассмотрим работу прерывателя 5 потока (фиг. 3).

Двигатель 18 вращает поворотную пробку 15 с постоянной частотой. Рабочая жидкость от насоса 1 поступает через корпус 6 в радиальные отверстия 10 во втулке 7, а затем через радиальные отверстия 17 пробки 15 - в осевой канал 16. Из осевого канала 16 рабочая жидкость через радиальные отверстия 17 и 12 пробки 15 и втулки 9 поступает в исполнительный гидродвигатель 4. Расход рабочей жидкости через прерыватель 5 потока возможен только в те моменты времени, когда радиальные отверстия 10, втулки- 7 и 8 и радиальные отверстия 12 втулки 9 находятся в зоне соответствующих радиальных отверстий 17 пробки 15. Поводком 14 осуществляется угловое смещение втулки 9 относительно втулки 7.

Так как пробка 15 вращается с постоянной частотой, то расход через прерыватель 5 потока представляет собой П-образные импульсы с частотой.

f- -S г,-:

- 60

где К - число радиальных отверстий 10

по окружности втулки 7; п - частота вращения пробки 15,

об/мин.

Ширина импульса зависит от взаимного расположения радиальных отверстий 10 и 12 втулок 7 и 9 и характе- ризуется скважностью

S Т

где

55

I. - длительность импульсов расхода;

Т период импульсов расхода. Скважность импульсов расхода максимальна,, когда радиальные отверстия 10 и 12 втулок 7 и 9 совпадают (фиг, 4),- и равна ,5, так как длины дуг вьфезаемые радиальными отверстиями 10 и 12 втулок 7 и 9 по внутреннему диаметру, равны длинам дуг между двумя соседними отверстиями 10 и 12 и поэтому половину периода от- верстия 17 пробки 15 находятся в зоне отверстий 10 и 12 втулок 7 и 9, а половину - перекрыты.

При этом средний расход через прерыватель 5 потока равен

п . Чср- 2

где Qj, - расход, обеспечиваемый производительностью насоса.

Равенство дуг является необходимым условием, так как только при этом возможно полное перекрытие прерывателя 5 потока, когда втулка 9 смещена поводком 14 относительно втулки 7, так, что все время, пока радиальные отверстия 17 пробки 15 находятся в зоне отверстий 10 втулки 7, соответствующий ряд радиальных отверстий 17 пробки 15 перекрыт втулкой 9 (фиг. 5). Для этого втулку 9 необходимо сместить относительно втулки 7 на угол Ji , равньп половине угла об между двумя соседними отверст иями 10 втулки 7. При этом расход через пре- рыватель 5 потока определяется утечками между полостями Qijt зависит от качества изготовления.

Регулирование расхода через прерыватель 5 потока осуществляется угловым смещением втулки 9, при этом меняется скважность импульсов расхода и соответственно средний расход через гидродвигатель 4. На фиг. 6 показано промежуточное положение втулки 9, радиальные отверстия 12 которой смещены относительно отверстий 10 втулок 7 на угол ,.

При этом скважность импульсов расхода

t

f а средний расход через прерыватель

.потока

Qcp SQMa«-

Таким образом, в гидравлическом

приводе с прерывателем 5 потока диапазон регулирования определяется отношением i -«-«-.

ч ут

Через прерыватель 5 потока (фиг.З) максимальный расход не может бьп-ь больше половины полной объемной производительности, насоса 1.

5

0

5

0 5 о

0

5

В предложенном приводе прерыватель 5 потока пропускает полную объемную производительность насоса, так как конструктивно состоит из двух параллельно соединяемых прерывателей 5 потока, вырабатывающих импульсы расхода, сдвинутые по фазе один относительно другого на 180 .

Привод работает следунидим образом.

От насоса 1 поток рабочей жидкости попадает в корпус 6 прерывателя 5 потока и, поступая в радиальные отверстия 12 и 13 втулки 9, разделяется на два параллельных потока, каждый из которых проходит через свой осевой канал 16 и свои отверстия 17 пробки 15 и свою втулку 7 или 8. Затем после выхода из корпуса 6. потоки объединяются в один поток, поступающий на гидродвигатель 4. Каждая из половин прерывателя 5 потока работает так же, как и прерыватель потока (фиг. 3).

Импульсы расхода, сформированные одной половиной прерывателя 5 потока, сдвинуты на половину периода относительно импульсов, сформированных второй половиной прерывателя потока. Это связано с тем, что втулки 7 и 8 закреплены в корпусе 6 так, что радиальные отверстия 10 втулки 7 смещены на половину шага относительно радиальных отверстий 11 втулки 8 и один ряд радиальных отверстий 12 втулки 9 смещен на половину шага относительно второго ряда радиальных отверстий 13. Так как втулка 9 кон- . структивно выполнена одной деталью для обеих половин прерывателя 5 потока, ее угловое смещение поводком 14 позволяет синхронно менять скважность в двух параллельных потоках. Таким образом, диапазон регулирования в приводе определяется соотно-

.

шением

уг

Регулятор 19 давления поддерживает в системе требуемое давление, .устанавливаемое винтом 23, регулирую- 11тим натяжение пружи.ны 22, так как гидроцилиндр 20, перемещающий поводок 14, соединен с напорной гидролинией 2.

При изменении числа потребителей либо при внезапной остановка гидродвигателя 4 изменяется давление в системе. Это приводит к перемещению

гидроцилиндра 20 в соотвэтствии с стройкой пружины 22. Следовательно, поворачивается поводок 14 регулятора 19 давления и меняется величина расхода через регулятор 19 давления. Процесс происходит до тех пор, пока в системе не установится прежнее давление.

В предлагаемом приводе регулирование расхода и давления осуществляется изменением скважности, при этом рабо- чая жидкость всегда проходит по каналам, поперечное сечение которых расна-

394236

считано на максимальный расход. довательно, отсутствует какое-либо дросселирование потока, а значит, и нагрев рабочей жидкости. 5 Благодаря большим проходным сечениям прерывателя 5 потока и регулятора 19 давления снижаются требования к степени очистки рабочей жидкости и увеличивается надежность гидравли- 10 ческого привода. Все это позволяет повысить надежность привода, стабильность его параметров и упростить узлы очистки рабочей жидкости.

/(-К

Фиг. 2.

в

1-SaJ

Фиъ.З

ФигМ

Риг,5

В-Э

J3 0,5л

ФигЛ

IiJ.