Бесштоковый позиционный магнитопневматический привод Советский патент 1992 года по МПК F15B11/12 

Изобретение относится к машиностроению, Б частности к пневматическим исполнительным механизмам, и может быть использовано в технологическом оборудовании различного назначения.

Целью изобретения является повышение точности позиционирования путем исключения влияния сил сухого трения и повышение устойчивости работы.

На фиг.1 представлена принципиальная пневматическая схема привода; на фиг.2 - цилиндр.

Бесштоковый позиционный магнито- пневматический привод (фиг.1) содержит цилиндр 1 с установленным в нем с образованием рабочих полостей 2 и 3 поршень 4. Подвижная обойма 5 охватывает снаружи цилиндр 1. Полости 2 и 3 подключены к напорному 6 и выхлопному 7 трубопроводам через пневмораспределитель 8. Обойма 5 жестко связана с зубчатой рейкой 9. Кроме того, привод содержит систему управления, включающую модель-наблюдатель 10, датчик 11 перемещения, взаимодействующий с рейкой 9 посредством зубчатого колеса 12, и программное устройство 13.

Сигнал х от датчика 11 и задающий сигнал Уз поступают на входы модели-наблюдателя 10 и программное устройство 13, С выхода модели-наблюдателя 10 на входы устройства 13 поступают также сигналы х и х, пропорциональные скорости и ускорению движения обоймы 5.

Цилиндр 1 (фиг.2) выполнен в виде гильзы 14с двумя кромками 15 и 16. В подвижной обойме 5 расположены постоянные магниты 17, жестко связанные с ней. Поршень 4 выполнен в виде двух колец 18 и 19 и расположенной между ними подвижной втулки 20, соединенной с кольцами 18 и 19 посредством упругих элементов, например сильфонов21 и 22. На втулке 20 расположены постоянные магниты 23 поршня 4. Полость 24, ограниченная внутренними поверхностями 25 и 26 гильзы 14 и колец 18 и 19 и внешними поверхностями 27 сильфо- нов 21 и 22, заполнена вязкой жидкостью.

Бесштоковый позиционный магнито- пневматический привод работает следующим образом,

При поступлении на входы устройства 13 и модели-наблюдателя 10 задающего сигнал Ua возникает сигнал рассогласования, который пропорционален разности между координатой заданной позиции и суммой, состоящей из текущей координаты х обоймы 5, ее скорости Xs и ускорения Ј Например, при положительном рассогласовании обойма 5 должна совершать движение слева направо(по фиг.1). При этом пневмораспределитель 8 сообщает рабочую полость 2 с трубопроводом 6, а рабочую полость3-струбопроводом 7. В результате

возникающего перепада давлений поршень 4 движется вправо, перемещая обойму 5 в том же направлении за счет взаимодействия постоянных магнитов 23, расположенных на втулке 20, и магнитов 17,

0 установленных на обойме 5. По мере приближения к заданной позиции происходит уменьшение сигнала рассогласования, в результате чего пневмораспределитель 8 начинает возвращаться в исходную (среднюю)

5 позицию, уменьшая тем самым перепад давлений в рабочих полостях 2 и 3. Остановка обоймы 5 в заданной позиции происходит при равенстве движущей силы от перепада давлений силам сопротивления

0 движению.

Выполнение поршня в виде сочетания двух колец 18 и 19, соединенных с втулкой 20 посредством двух сильфонов 21 и 22 позволяет практически полностью устранить

5 влияние сил сухого трения в цилиндре 2 на статические и динамические свойства привода, что приводит к повышению точности. Это связано с тем, что при подходе к заданной позиции, когда сила от перепада давле0 ний становится меньше сил сухого трения между кольцами 18 и 19 и гильзой 14, перемещения втулки 20 с магнитами 23 осуществляется только с помощью сильфонов 21 и 22, Вязкая жидкость, заполняющая полость

5 24, способствует увеличению демпфирующих свойств привода, что приводит к повышению устойчивости его работы.

Технико-экономическая эффективность от применения предлагаемой конструкции

0 вытекает из положительного эффекта: повышение точности позиционирования и устойчивости работы привода дает возможность расширить его область применения по сравнению с известными бес5 ш то ко вы мипозиционными

магнитопневматическими приводами. Формула изобретения Бесштоковый позиционный магнито- пневматический привод, содержащий ци0 линдр с обоймой и установленным в нем с образованием рабочих полостей поршнем, постоянные магниты, расположенные на поршне и обойме, систему управления, включающую модель-наблюдатель и датчик

5 перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования путем исключения влияния сил сухого трения и повышения устойчивости работы, поршень выполнен в виде двух колец и расположенной между ними подвижной втулки,

соединенной с кольцами посредством упругих элементов, при этом постоянные магниты поршня связаны с втулкой, а полость, ограниченная внутренними поверхностями

цилиндра, колец и внешними поверхностями упругих элементов, заполнена вязкой жидкостью.

Изобретение м.б. использовано в технологическом оборудовании различного назначения. Цель изобретения - повышение точности позиционирования путем исключения влияния сил сухого трения и повышение устойчивости работы.Гильзу 14 цилиндра 1 охватывает обойма 5. Поршень выполнен в виде двух колец 18 и 19 и расположенной между ними подвижной втулки 20, соединенной с ними сильфонами 21 и 22. На обойме 5 и втулке 20 установлены постоянные магниты 17 и 23. Полость 24, ограниченная внутренними поверхностями 25 и 26 гильз 14 и колец 18 и 19 и внешними поверхностями 27 сильфонов 21 и 22, заполнена вязкой жидкостью. Такое конструктивное выполнение цилиндра 1 способствует увеличению демпфирующих свойств привода и устранению влияния сил сухого трения на статические и динамические свойства привода. 2 ил. 23 27 ,2V Ё / VI 00 К О О ; 0U2.2

ъкщзщй

II 8