Электрогидравлическая система совмещенного управления Советский патент 1990 года по МПК E02F9/20 F15B9/03 

чей жидкости. Система состоящая из насосной станции (НС) 1 с регулятором 2 давления, блока 3 выбора максимума и группы из п электрогидравлических приводов, позволяет устанавливать давление в напорной линии НС 1 достаточное для обеспечения работы наиболее нагруженного потребителя. Необходимая величина давления в каждом контуре регулирования определяется при помощи со ответствующих блоков 9 регулирования режимов работы

электрогидравлических распределителей 5. Информация на их входы поступает с датчиков 7 и 8 давления, уста- новленных в соответствующих магистралях гидромоторов 6, которые управляются по сигналам соответствующих блоков 9 регулирования при помощи четырехлинейных пропорциональных Злектрогидравлических распределителей 5. Давление НС 1 поддерживается на минимально достаточном уровне. 3 ил.

Изобретение относится к строительной технике, а именно к электрогидравлическим системам управления рабочими органами многокоординатных строительно-дорожных машин типа бортовых кранов, одноковшовых экскаваторов и строительных манипуляторов, имеющих значительное число (5 и более) дистанционно управляемых рабочих органов. Цель изобретения - повышение точности за счет учета изменяющейся по величине и знаку нагрузке на электродвигатель и уменьшения потерь энергии на дросселирование рабочей жидкости. Система, состоящая из насосной станции (НС) 1 с регулятором 2 давления, блока 3 выбора максимума и группы из N электрогидравлических приводов, позволяет устанавливать давление в напорной линии НС 1, достаточное для обеспечения работы наиболее нагруженного потребителя. Необходимая величина давления в каждом контуре регулирования определяется при помощи соответствующих блоков 9 регулирования режимов работы электрогидравлических распределителей 5. Информация на их входы поступает с датчиков 7 и 8 давления, установленных в соответствующих магистралях гидромоторов 6, которые управляются по сигналам соответствующих блоков 9 регулирования при помощи четырехлинейных пропорциональных электрогидравлических распределителей 5. Давление НС 1 поддерживается на минимальном достаточном уровне. 3 ил.

Изобретение относится к строительной технике, а именно к электрогидравлическим системам управления рабочими органами многокоординатных строительно-дорожных машин типа бортовых кранов, одноковшовых экскаваторов и строительных манипуляторов, имеющих значительное число (5 и более) дистанционно управляемых рабочих органов.

Цель изобретения - повышение точности за счет учета изменяющихся по величине и знаку нагруаок на исполнительный гидродвигатель и уменьшения потерь энергии на дросселирование рабочей жидкости.

На фиг. 1 изображена функциональная схема электрогидравлической системы совмещенного управления (электрические связи указаны пунктирными линиями, а гидравлические - сплошными) | на фиг. 2 - насосная станция с электрогидравлическим регулятором давления; на фиг, 3 - блок-схема реализации блока регулирования режима работы электрогидравлического распределителя.

Система состоит из насосной станции 1, электрогидравлического регулятора 2 давления, блока 3 выбора максимума, а также группы из п электрогидравлических приводов (на фиг.1 показано 3 привода), каждый из которых (далее рассматривается i-й привод) содержит электронный усилитель 4 выход которого подключен к электромагниту четырехлинейного трехпозици- онного пропорционального электрогид0

5

5

5

5

равлического распределителя 5, управляющего гидродвигателем 6, к полостям которого подключены датчики 7 и 8 давления . Каждый привод содержит также блок 9 регулирования режима работы электрогидравлического распределителя, на входы которого поступают сигналы управления U у; и выходные сигналы U а ,; и U а 2; датчиков 7 и 8 давления. Первый выход вычислительного устройства соединен с входом электронного усилителя 4, а второй выход - с одним из входов блока 3 выбора максимума, Иодпиточные антикавитаци- онные клапаны 10 включены между линией 11 подпитки и полостями гидродвигателя 6.

Насосная станция с электрогидравлическим регулятором давления могут быть выполнены на основе как регулируемого (фиг. 2), так и нерегулируемого насосов. Регулируемый насос 12 снабжен электрогидравлическим механизмом 13 управления, состоящим в данном случае из трехлинейного двух- позиционного электрогидравлического распределителя 14 и приводного гидроцилиндра 15, связанных механической обратной связью в виде рычага 1Ь. Кроме того, в состав насосной стан- ции входят датчик 17 давления, срав- нивающее устройство 18 и электронный усилитель 19.

Величины входных и выходных сигналов блока регулирования режима работы электрогидравлического распределителя связаны следующими функциональными зависимостями:

f

1548363 ШГ1ГУ Јприищи,,

М%41-и$«

Uvi+Utp

при U j с - и Cp

TifyriV

0

при | Uv,U U

cp

J2i

Ugn +Uaa при и )

U,j4, при Uv, и .) -Uj2j 0

при |Us;l Ucp или Uvi (Ug,i p;-Ug1;) Ј 0

де i n

U« Ui{

)

«) си

op UV

дост

H

номер электрогидравлического привода;

количество электрогидравлических приводов;

величины сигналов соответственно на первом и втором выходах 1-го блока регулирования режима работы электрогидравлического распределителя; величина 1-го управляющего сигнала, положительное значение которого (Uy,U) создает смещение золотника электрогидравлического распределителя в сторону, соответствующую соединению напорной линии насосной станции с 1-й полостью гидродвигателя, а 2-й по- лости - с линией слива (при - наоборот); константа, определяющая среднее значение давления РСл - в линии слива;

коэффициент, равный 1 при использовании в качестве гидродвигателя гидромотора либо симметричного гидроцилиндра, и равный отношению F, /F эффективных площадей F(. и Fa- поршня дифференциального гидроцилиндра 1-го привода соответственно со стороны 1-й и 2-й полостей; порог срабатывания по управляющему сигналу; константа, задающая перепад давления Рл( на рабочих кромках полностью открытого 1-го электрогидравлического распределителя при номинальном расходе;}константа, задающая остаточный уровень давления в напорной линии насосной станции;

для

при | Uv,U U

cp

гшя ,

и Uajq- величины сигналов на выходах датчиков давления, подключенных соответственно к 1-й и 2-й полостям i-го гидродвигателя.

Используемый в системе блок 9 ре- гулирования режима работы может быть выполнен как на аналоговых, так и цифровых, в том числе микропроцессорных элементах. Схема блока 9 выполнена с использованием линейного усили- теля 20 с зоной нечувствительности (-U +U ) и разной крутизной на положительном и отрицательном участках, делителя 21, блока 22 извлечения квадратного корня, сумматоров 23 - 29, компараторов 30 - 32, линейного усилителя 33 с коэффициентом cfy, аналоговых ключей 34 - 39, задатчиков 40 - 42 сигналов, элементов ИЛИ 43 и 44, логического инвертора 45, элементов И 46 и 47.

Система функционирует следующим образом.

При отсутствии 1-го управляющего

сигнала U или в случае, если его

абсолютная величина не превышает порога срабатывания Ucp, т.е. при (Uvi) Ucp5 выходные сигналы блока 9 равны , U ; UAocf При этом электрогидравлический распределитель 5 находится в нейтральном положении, а полости гидродвигателя 6 заперты. Если управляющие сигналы остальных приводов не превышают порога срабатывания, то на выходе блока 3 выбора максимума

устанавливается сигнал UA(,CT устанавливающий в свою очередь давление в напорной линии насосной станции 1 до уровня Рост . Как правило, этот уровень -составляет 0,2 - 0,3 МПа, что необходимо для самосмазки насоса и выполнения прочих вспомогательных функций.

В случае, если управляющий сигнал на входе 1-го блока 9 превосходит

порог срабатывания и положителен (), электрогидравлический распределитель 5 находится в положении, задаваемом его нижней (на фигЛ) пози цией, сигнал на первом выходе блока 9 составляет

тт -

и„- - v . ,

«Mvu

kCA

а расход через сливную кромку распре делителя определяется выражением

-

q.-KU,, VP -PCAJ y2LiyЈLijLЈiLzЈSLU j,7rV

где К - коэффициент пропорциональности;

РИ.

и Рся - соответственно давления во

2-й (в данном случае - слив-, ной) полости гидродвигателя 6 и линии слива.

При использовании датчиков давле™ ния с крутизной Ко и соответствующем выборе величины U сд справедливы соотношения

5

| ел ч. с

и

Q,(uy.-ucp).

iKa

Таким образом, при положительном управляющем сигнале расход через слив ную кромку распределителя, а следовательно, и скорость гидродвигателя не зависят от давления в его полостях и напорной линии насосной станции, а определяются величиной U сигнала - управления. Аналогичным образом формируется сигнал на первом выходе блока 9 при отрицательном управляющем сигнале. Коэффициент Ј{ вводится для выравнивания скорости штока дифферен- циального гидроцилиндра при положительных и отрицательных значениях -управляющего сигнала Uai

В случае, если гидродвигатель 1-го привода работает с отрицательной, попутной нагрузкой, то знаки управляющего сигнала и действующей силы противоположны. По величине V ., равной ,) Для Аадромотиров и симметричных цилиндров, и K-/F4, (Р,.Р1{-Рг,Ра4) - для дифференциальных цилиндров, блок 9 определяет знак действующей силы. При попутной

5

10

ts

20

25

30

40

35 45

55

50

нагрузке на гидродвигатель на втором выходе блока-9 устанавливается величина U.ocr , задающая остаточный уровень давления Рйст

В случае, если управляющий сигнал выше положительного уровня порога срабатывания () и нагрузка на гидродвигатель положительна ( 0), на втором выходе блока 9 устанавливается величина

Ufti-U +U i-K +P), пропорциональная давлению Г в полости насоса 1, воспринимающей нагрузку (с учетом минимального требуемого перепада P4j).

При отрицательном управляющем сигнале (Uyf -Ufcp) и противодействующей нагрузке на гидродвигатель (и , я B-t- .0) на втором выходе блока 9 устанавливается величина

Dii V -+VfcK(p«i+pa.

также пропорциональная давлению в полости, воспринимающей нагрузку (в данном случае во 2-й полости). Блок 3 выбора максимума выбирает максимальный из сигналов Ua; на вторых выходах всех вычислительных устройств и передает его на вход регулятора давления, который в свою очередь устанавливает давление в напорной линии насосной станции, достаточное для обеспечения работы наиболее нагруженного потребителя.

Подпиточные клапаны 10, включенные между линией 11 подпитки и полостями гидродвигателей 6, предотвращают разрыв потока и возникновение кавитации при попутных нагрузках на гидродвигатель.

При совместной работе нескольких приводов система обеспечивает независимое от величины и знака нагрузки движение гидродвигателей, причем давление в напорной линии поддерживается на уровне, превышающем максимальное из давлений гидродвигателей с положительной, активной нагрузкой на незначительную величину РЛ;«

Формула изобретения

Электрогидравлическая система совмещенного управления, содержащая насосную станцию с электрогидравлическим регулятором давления,, а также группу электрогидравлических приводов, каждый из которых содержит электровный усилитель, выход которого соединен с управляющим входом четырехлинейного трехпозиционного пропорционального электрогидравлического распределителя, управляемый вход которого подключен к насосной станции, а выход - к исполнительному гидродви-. гателю, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности за счет учета изменяющейся по величине и знаку нагрузки на исполнительный гидродвигатель и уменьшения потерь энергии на дросселирование рабочей

жидкости, в систему введен блок выбора максимума, а в каждый электрогидравлический привод введены два датчика давления и блок регулирования режима работы электрогидравлического распределителя, первый выход которого соединен с входом электронного усилителя, второй выход - с соответствую- щим входом блока выбора максимума, а входы - с выходами соответствующих датчиков давления, блока выбора максимума соединен с входом регулятора давления.

./J

Редактор Н0Тупица

Составитель Л.Лукашанец

Техред М.Ходанич Корректор М. Полю

Заказ 121

Тираж 542

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное