Пневмогидравлический следящий привод Советский патент 1990 года по МПК B66F3/24 F15B9/00 

Изобретение относится к грузо- Подъемному машиностроению, а именно К пневмогидравлическим следящим при- йодам, предназначенным преимущественно для исполнительного звена манипулятора .

Целью изобретения является повышение надежности привода и точности позиционирования исполнительного Звена.

На чертеже представлена принципи- йльная схема исполнения привода.

Пневмогидравлический следящий г|ривод содержит связанный с блоком управления пневмоцилиндр 1 одностороннего действия с поршнем 2 и штоком 3, параллельно установленный ему Гидроцилиндр - демпфер 4 с поршнем 5 и штоком 6 и следящую систему автоматического уравновешивания, включающую блок упавновешивания и элемент безынерционной остановки звена.

Блок автоматического уравновешивания выполнен в виде пары двухлинейных двухпозиционных пневмораспределителей 7 и 8, которые сообщены с поршневой полостью пневмоцилиндра и между собой пневмомагистралями (линиями) . пневмораспределитель 8 - линией 13 с источником давления, а распределитель 7 - с атмосферой А,

Элемент безынерционной остановки Звена образован парой двухлинейных двухпозиционных гидрораспределителей 14 и 15, причем гидрораспределитель 14 связан посредством гидромагистрали 16 с поршневой полостью гидроцилиндра - демпфера 4 и гидромагистра- Лью 17 с гидробаком - компенсатором 18, а гидромагистралью 19 с управляющей полостью пневмораспредели- теля 8. Верхняя часть гидробака

компенсатора 18 сообщена с атмосферой.

Гидрораспределитель 15 соединен со штоковой полостью гидроцилиндра 4 посредством гидромагистрали 20 и гидромагистралыо 21 - с гидробаком 18, а гидромагистралью 22 - с управляющей полостью пневмораспределителя 7. Вторые управляющие полости пневмораспределителей 7 и 8 сообщены соответственно пневмомагистралями 23 и 2k между собой и с блоком управления

посредством пневмомагистрали 25. Управляющие полости гидрораспределителей 14 и 15 сообщены соответственно пневмомагистралями 26 и 27 с управляющими полостями ,пневмораспределителей 7 и 8 и с блоком управления. В положении Закрыто гидрораспределители 14 и 15 приводят упругие элементы, например пружины 28 и 29. Пневмораспределители 7 и 8 находятся в положении Закрыто под действием упругих элементов, например пружин 30 и 31, и управляющего сигнала от блока управления. Концы штоков 3 и 6 пневмо- и гидроцилиндров

шарнирно подсоединены к головке 32 манипулятора, приводящей в действие исполнительное звено 33 с перемещаемым грузом.

Гидробак 18 сообщен каналом 34 с

атмосферой.

Привод исполнительного звена 33 манипулятора работает следующим образом.

При отсутствии груза на исполнительном звене 33 и отсутствии сжатого воздуха в пневмомагистралях 9 - 12 в поршневой полости гидроцилиндра 4 возникает давление, уравновешивающее массу рычагов исполнительного

звена 33 манипулятора, поскольку гидрораспределитель 14 закрыт пружиной 28. Давление уравновешивания по магистралям 16 и 19 передается к управляющей полости пневмораспреде- лителя 8,, при этом золотник пневмо- распределителя 8 занимает такое положение, при котором сжатый воздух по пневмомагистрали 13, 12, 10 и 9 будет поступать в поршневую полость пневмоцилиндра 1. Сжатый воздух поступает в поршневую полость пневмоцилиндра 1 до тех пор, пока давление в поршневой полости гидроцилиндра 4 не упадет до определенной минимальной величины, при которой пружина 34 переместит золотник пневмораспредели- теля 8 в положение Закрыто. В таком положении масса рычагов манипулятора уравновешена давлением сжатого воздуха в поршневой полости пневмоцилиндра 1. При нагружении исполнительного звена 33 манипулятора снова появится давление в поршневой полости гидроцилиндра 4, при этом откроется пневмораспределитель 8 и произойдет подпитка пневмоцилиндра 1 сжатым воздухом до давления равновесия и т.д.

При подаче сжатого воздуха от блока управления в пневмомагистрали 23-27 гидрораспределители И и 15 займут положение Открыто, а пнев- мораспределители 7 и 8 через пневмомагистрали 23 и 2k дополнительно удерживаются сжатым воздухом в положении Закрыто.

Сжатый воздух по пневмомагистрали 9 поступает в поршневую полость пневмоцилиндра 1 и сразу же начинается движение исполнительного звена 33 манипулятора с грузом вверх, поскольку до подачи сжатого воздуха исполнительное звено 33 уравновешено. Бесступенчатое регулирование движения исполнительного звена .33

осуществляется за счет дозированной плдачи сжатого воздуха в поршневую полость пневмоцилиндра 1 посредством блока управления. Плавное (без рывков и проседаний) движение исполнительного звена с грузом и без него достигается наличием гидроцилиндра - демпфера 4 в приводе.

При движении исполнительного звена

вверх или вниз жидкость с заданным сопротивлением перетекает из поршневой полости в штоковую и наоборот,

поскольку при этом гидрораспределители 14 и 15 находятся в положении Открыто. Гидробак 18 компенсирует разницу в объемах жидкости в штоковой и поршневой полостях гидроцилиндра Ц и осуществляет подпитку гидросистемы жидкостью, компенсируя ее утечки и препятствуя попаданию атмосферного воздуха в гидросистему.

При движении исполнительного звена вверх и быстром прекращении подачи сжатого воздуха в поршневую полость пневмоцилиндра 1 и одновремен5 но-сбросе давления из управляющих полостей пневмо и гидрораспределителей 7, 8, 14 и 15, лневмораспредели- телем 7 и 8 останутся закрытыми под действием пружин 30 и 31, а гидро0 распределители 14 и 15 под действием пружин 28 и 29 займут положение Закрыто. В этом положении в штоковой полости гидроцилиндра 4 появляется давление, которое, преодолевая

5 сопротивление пружины 30 пневморас- преде лителя 7, переместит его золотник в положение Открыто, при этом излишки сжатого воздуха из штоковой полости пневмоцилиндра 1 по пневмо0 магистралям 9 - 11 выпускаются в атмосферу до тех пор, пока в поршневой полости пневмоцилиндра 1 не установится давление, равное давлению равновесия, а в штоковой полости гидро- Цилиндра 4 давление приближается к нулю.

При заданном минимальном давлении в гидромагистралях 20 и 22 пружина 30 пневмораспределителя 7 переместит его золотник в положение Закрыто.

0 В этом положении привода исполнительное звено 33 снова находится в равновесии. В состоянии равновесия исполнительное звено манипулятора с грузом и без него может находиться

5 как угодно долго, несмотря на утечки в пневмосистеме, поскольку на отклонение от равновесия автоматически реагирует гидроцилиндр - демпфер 4 и управляемые от давления в его

0 полостях пневмораспределители 7 и 8, образуя следящую систему.

При движении исполнительного звена вниз и быстром прекращении выпуска сжатого воздуха из поршневой по- 5 лости пневмоцилиндра 1 и одновременном сбросе давления из управляющих полостей пневмо- и гидрораспределителей 7 и 8, 14 и 15, пневмораспределители 7 и 8 останутся закрытыми под дей5

ствием пружин 30 и 31, а -гидрорас1- Пределители 1 и 15 под действием пр гфужин 28 и 29 займут положение Закрыто. В этом положении в поршне вой полости гидроцилиндра Ц появляется давление, которое, преодолевая сопротивление пружины 31 пневморас- г|ределителя 8, переместит его золот- Ник в положение Открыто, при этом сжатый воздух по пневмомагистралям 13, 12, 10 и 9 поступает в пбршневую г|олость пневмоцилиндра 1 до тех пор, г ока в ней не установится давление, равное давлению равновесия, а в порш н|евой полости гидроцилиндра 4 давпе- Цие приближается к нулю.

При заданном минимальном давлении в гидромагистралях 16 и 19 пружина 31 пневмораспределителя 8 переместит его золотник в положение Закрыто. В этом положении привод исполнительного звена также может находиться в равновесии как угодно долго, поскольку и в этом случае утечки сжатого Воздуха в пневмосистеме автоматически компенсируются подачей сжатого $оздуха через пневмораспределитель 8, реагирующий на увеличение давления в гидроцилиндре 4,

Кроме функций автоматического уравновешивания и безынерционной бстановки исполнительного звена манипулятора предлагаемый привод выполняет также функции элемента безо- пасности: в случае срыва груза с грузозахватного устройства, при внезапном падении давления сжатого воздуха в питающей пневмомагистрали, При обрыве любой из пневмомагистра- лей.

В аварийных ситуациях устройство работает следующим образом.

В случае -срыва груза с грузозахватного устройства давление в штоко- (вой полости гидроцилиндра 4 резко повышается, если это произошло во время движения вверх или вниз исполнительного звена, то оно благодаря гидроцилиндру k двигается вверх с. постоянной и безопасной скоростью до выключения подачи сжатого воздуха. Если это произошло во время остановки или стоянки исполнительного звена, то оно остается в том же поло жении, поскольку увеличивающееся в гидроцилиндре Ц давления переместит золотник пневмораспределителя 7 в положение Открыто и излишки сжатого воздуха из поршневой полости пневмоцилиндра 1 по пневмомагистрали 9 10 и 11 сбросятся в атмосферу.

При внезапном падении давления сжатого воздуха во время движения вверх или вниз, стоянки или остановк исполнительного звена оно продолжает стоять, поскольку золотники гидрораспределителей 14 и 15 под действием пружин 28 и 29 занимают положение Закрыто. В результате этого гидро- магистрали 16 и 20 заперты. В таком положении массу подвижных частей манипулятора и груза уравновешивает давление в поршневой полости гидроцилиндра 4.

При обрыве любой из пневмомагист- ралей груз либо плавно опускается (в случае обрыва пневмомагистралей ) или останавливается, поскольку золотники гидрораспределителей Ik и 15 под действием пружин 28 и 29 занимают при этом положении Закрыто. При обрыве пневмомагистралей 23-27 груз останавливаются, поскольку пневмораспределители 7 и 8 и гидрораспределители 14 и 15 под действием пружин 28-31 займут положение Закрыто.

Формула изобретения

Пневмогидравлический следящий привод, преимущественно для исполнительного звена манипулятора, содержащий пневмоцилиндр с поршнем и штоком соединенный с воздухораспределителем, и гидродемпфер в виде размещенного параллельно пневмоцилиндру гидроцилиндра, штоковая и поршневая полости которого связаны с гидробаком и между собой элементом безынерционной остановки звена, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности привода и точности позиционирования исполнительного звена, привод снабжен блоком автоматического уравновешивания, выполненным в виде пары двухлинейных двухпозиционных пневмораспределите- лей, управляемых упругим элементом и сжатым воздухом с одной стороны и давлением жидкости от гидроцилиндра с другой стороны, при этом одна из линий каждого пневмораспределителя соединена с рабочей полостью пневмоцилиндра, а две другие линии - с источником давления и с атмосферой,

91572990 О

причем элемент безынерционной оста- элементами - с другой стороны, при ковки звена представляет собой пару этом одни линии гидрораспределителей - двухлинейных двухпозиционных гидро- , соединены с поршневой и штоКовой распределителей, управляемых сжатым , полостями гидроцилиндра, а другие воздухом с одной стороны и упругими с гидробаком.

Изобретение относится к грузоподъемному машиностроению, а именно к пневмогидравлическим следящим приводам, предназначенным, преимущественно, для исполнительного звена манипулятора. Цель - повышение надежности привода и точности позиционирования исполнительного звена. Пневмогидравлический привод содержит связанный с блоком управления пневмоцилиндр 1 одностороннего действия, параллельно установленный ему гидроцилиндр-демпфер 4, и следящую систему автоматического уравновешивания, включающую блок уравновешивания и элемент безынерционной остановки звена. Блок автоматического уравновешивания выполнен в виде пары двухлинейных двухпозиционных пневмораспределителей 7 и 8, которые сообщены с поршневой полостью пневмоцилиндра 1 и между собой линиями 9, 10, 11 и 12, пневмораспределитель 8 - линией 13 с источником давления, а распределитель 7 - с атмосферой. Элемент безынерционной остановки звена образован парой двухлинейных двухпозиционных гидрораспределителей 14 и 15, причем гидрораспределитель 14 связан линией 16 с поршневой полостью гидроцилиндра 4 и линией 17 - гидробаком 18, а линией 19 - с управляющей полостью пневмораспределителя 8. Гидрораспределитель 15 соединен линией 20 с штоковой полостью гидроцилиндра 4 и линией 21 - с гидробаком 18, а линией 22 - с управляющей полостью пневмораспределителя 7. Вторые управляющие полости пневмораспределителей 7 и 8 сообщены соответственно линиями 23 и 24 между собой и с блоком управления линией 25. Управляющие полости гидрораспределителей 14 и 15 сообщены соответственно линиями 26, 27 и 28 с управляющими полостями пневмораспределителей 7 и 8 и блоком управления. 1 ил.