ШАГОВЫЙ ГИДРОПРИВОД Советский патент 1974 года по МПК F15B11/12 F15B13/02 

1

ИзОбретенле относится к системам програлгмното управления .рабочими органами станков и машин, содержащим силовой шаговый гидропривод .поступательного движения.

Известен шаговый т,идроп;р.ивод, содержащин питательную насосную станцию, четы.ре.хтактный гидрокоммутатор ;и шаговый гидроцилиндр двойного действия, снабженный дискретным .расн.ределителем осевого типа, состояш,.км яз распределительной втулки и расиредел.ительюго плулжера.

Недостатко-м известного шагового гидропрмвода в случаях :при:менен,ия его для механизмов большой мощности является невозможность .получения малых величин шага гидроциляндра, .и, как следствие этого, низкая точность шагового гидропривода в целом.

Невозмож-ность получения малых вел.ичин шагов у шаговых гидроцилиндров большой мощности связано с конст;ру.кцией и пр.инципо;м действия дискретного |распределителя, м.инимальные размеры окон и .канавок которого определяют минимально возможную величину шага.

У .известных шаговых глдроцил.индров через дискретный .распределитель проходят весь поток МОЩНОСТИ, что определяет значительные размеры о к Oil и канавок .раснредел.ителя и, ка.к следствие, значительную величину шага и

относительно низкую точность шагового гидропривода в целом.

Цель изо:5ретен)1я - повыи1е ие точностл шагового движения гидроцилиндра большой мощности путем уменьшения велйгчины Hiara.

В нредлага.мом шаговом гндролрнводе дискретный распределитель выпол}1е 1 двухкаскадным, включающим в себя в качестве первого каскада осевой золотник, имеюн ий соединенный со штоком гидроцилиндра расиределительный ллУИжер .и соединенную с корпусом гидроцилиид.ра расиределительяую нтулку с Четырьмя Рлходгным.и окнами ;i О|ДНим выходным (сливным) окном, а в качестве второго каскада - реверсивный тидрораспредел тель, переключающий каналы, соединяющие напорный и сллвной трубопроводы источника питания (насосной ста1-ции) с .ра бочим.ч полостями гидрсцили)1дра, с)1абжен- 1ый камерам;л управления, сообще)и1ыми с четырьмя каналам.и, соединенными с одной стороны с четырьмя входными окнами .раснределлтелыгой втулки, а с другой стороны соединенными через два гидрорасн.редел1 теля, относящихся к гидроко.ммутатору, и два дросселя с питаюнщми каналами гидрокоммутатора. Плунжер осевого золотника имеет канавки шириной 1,5 5 .и пояски G,5S. а четыре входных окна (,или четыре группы) во втулке расположены понарно с расстоянием между осями си:мметр:ии ОКОП В кзждой паре, равным 5, где S - величина одного шага гидроцллиидра.

Гидрокоммутатар шагового гидропривода выполнен двухта, и содержит два сообщенных последовательно и гидравл,.и унравляемы.х лосредством электро-гидравлических клапанов двухпозиц,ион.ных осевых распределителя, один из которЫ|Х осуществляет реверс гидропр.ивода посредством переключения .каналов, ведущих жидкость от нанорного и сл, трубопроводов, а другой управляет щаговым перемещением штока г.идроциляндра посредством двухтактного переключения двух пар каналов, ведущ,их .к четырем вход.ным 0|К,нам втулки осевого золотника.

Принцидиальная схема шагового гидроиряБОда изображена На чертеже.

Силовой гидроцил.индр включает в себя корпус 1 тидродилиндра ;и поршень с двумя штокам.и 2. К заднему Штоку с одной стороны крепится траверса 3, .перемещающаяся в закрытом пространстве корпуса 4 гидрокоммутатора ;и соединенная с другой стороны с распределительным плунжером 5 осевого золотника. .В корпусе 4 закреплена втулка 6 осевого золотп.ика, кото.рая сопряга.ется с плунжером 5 .и .и.меет входных окна а (или четыре группы входных окоп) и Одно сливное окно, соединенное с .замкнутым пазом, выполненным на внутренней поверхности втулки. Плунж.гр 5 снабжеи канавками б шир.иной 1,55 и лоясами щир.иной 0,55, где 5 - величина шага гидроцидиндра. Входные окна а втулки 6 .расположены попарно с расстоянием между осями симметр;ии окон в .каждой -паре, равным S.

Четыре канала, ведущие к входным окнам втулки 6, переключаются двухноз.и..ц:ионным осевы.м распределителем 7, управляемым с одной стороны пружиной, а с другой стороны гидравл.ически посредством электрогидравлического клапана 8. Чередованием включен:ия И выключения 1электр.о.магнита Э, электрог.идравлического 1клапа1 а 8 и распределителя 7 осуществляется шаговое движение поршня со штоком 2 тидроцилиндра. Реверс поршня обеспеч1ивается двухпозиц.ионным распределителем 9, управляемым гидравлически посредство.м электрогидравлического клапана 10 с электромагнитом Э. Непосредственпое управление потоками ж.идкасти, поступающей Б рабочие полости гидроцилиндра, .осуществляется :гидрораспределител.ем //, гидравлически управляемы .м посредством управляющих ка.мер , 13, 14, 15, -16 и J7 с плунжерами.

Управляющие камеры 12 И 17 имеют вдвое 1меньшую ра1бачую площадь плунжеров тго сравнению с остальным.и управляющ.им.и ка.мерами и .играют роль автоматически переключаемых при реверсе «гидравлических пружин. НапО|рный /8 и сл.ивной 19 трубопроводы идут от насосной станции. Каналы 20 и 21 (трубопроводы) соединяют гидрораснределнтель // с рабочи:ми полостями гидроцилиндра.

Управляющие камеры 13, 14, 15 и 16 подключены посредством каналов 22, 23, 24 и 25 к четырем каналам, ведущ.им от распределителя 7 к входным окнам а распределительной втулки 6.

Работает щаговый Гидропривод следующим образо.м. Под воздействием импульсных сигналов периодически включается и выключается электромагнит Э. В результате этого распредел.итель 7 совершает два такта, т. е. лериодически подключает каждую входных окон втулки 6 через постоянные дроссели и распределитель 9 к напорному и сливному трубопроводам 18 и 19 и отключает ее. На чертеже ноказано расноложение узлов гидрокоммутатора .и элементов дискретного распределителя, соответствующее концу второго такта.

После включения электромагнита Э электрогидравлический клапан подает жидкость ПОД .давление.м в управляющ.ую камеру распределителя 7, который смещается влево. При атом рабочая жидкость ;из напорного трубопровода 18 через распределитель 9, постоянный дроссель .и распределитель 7 поступает через соответствующий канал к входному окну а втул.ки 6 и далее через канавку б на плунжере 5, паз во втулке 6 и выходное окно направляется на слив. ,В результате расхода жидкости че.рез постоянный дроссель в канале 23 и в управляющей камере 14 устанавливается пониженное давлен.ие.

Плунжер гидрораспределителя // под зоздействием ж.ндкости под давлением в камере 17 («жидкостной лружнны) перемещается вверх и подключает левую рабочую камеру гидрощилиндра - к сливному тру.бопповод 18, а лравг ю 1рабо1чую ка.меру гидроцилиндра - к слив:но.МУ тругбопроводу 19. Вследствие лерепада- давления жидкости в рабочих ка.ме.рах (гидроцилиндра поршень со штоками 2 на1чнет двигаться вправо, передвигая одновременно посредством траверсы 3 |распреде«тительный плунжер 5. В соответстши с указанной выше геометрией дискретного распределителя, включающего в себя pacfipeделительный плунжер 5 и распределительную втулку 6, движение шоршогя будет продолжаться до отработки одного шага, так как после этого поясок плунжера 5 пе|рекроет входное окно втулки 6, соединенное в данный момент с напорным трубонров.одом 18, расход жидкости на слив через постоянный дроссель уменьшится, и давление ж.идкости в канале 23 и управляющей камере 14 увеличится. В результате плунжер гидрораспределителя // переместится Б среднее положение и перекроет доступ жидкости лод давлением в правую ipaбочую камеру гидроцилиндра и слив жидкости яз левой камеры гидропилиндра. Пр.и этом поршень со штоком 2 остановится ил.и притормозится до следующего управляющего такта.

После выключения электро .магнита Э соверщается второй такт управления гндрокоммутат.ора, в процессе которого плунжер распределителя 7 перемещается под воздействием пружины вправо, и рабочая ж.идкость под напором из трубопровода IS направляется в Д1ругое окно (труппу окон) .распределительной втулки 6, которое к этому моменту оказывается открытым. Б результате расхода жидкости через постоянный дроссель на сляв в канале 22 и в управляющей камере устанавливается пониженное давление жидкости. Пр.и этом падает давление жидкости в канале 23 вследствие отключения его от напорной магистрали и в управляющей камере 14.

Плунжер гидрораспредел.ителя // перемещается вверх (согласно чертежу) и соединяет левую рабочую нолость гидроц-ил.индра с напорным трубопроводом, а правую - со сливным. В результате перепада давления в рабочих камерах гидроциллндра поршень со штоком 2 движется вправо, перемещая плунжер 5 до тех пор, пока очередной поясок плунжера 5 не перекроет соответствующее окно втулки 6. Ло вел-ичине это перемещение равно шагу S. После .перекрытия окна втулки 6 расход жидкости на слив через постоянный дроссель уменьшится, давление в канале 22 и управляющей камере 13 увеличится, плунжер гидрора-спределителя // переместится в среднее положение и перекроет доступ жидкости под давлением в левую рабочую полость гидроцилиндра и слив жидкости из правой рабочей полости шдроцилиндра.

Обратное шаговое движение поршня со щтоком 2 (реверс) осуществляется включением электромагнита 2. При этом срабатывает электромагнитный клапан 10 и плунжер распределителя 9 перемещается в другую позицию (влево). В результате включается в ра-боту «жидкостная пружина в камере 12, и плунжер гидрораспределителя // смешается в процессе отработки управляющих тактов от среднего положения вниз :и обратно в среднее положение. При этом с напорным трубопроводом 18 соединяется правая рабочая камера гидроц илиндра, а поршень со штоком 2 перемещаются влево.

Е предлагае.мом щаговом гидроприводе двухкаскадный дискретный распределитель позволяет при больших мощностях гидроцилиндра получить достаточно малый по величине шаг, так как основной поток рабочей жидкости, поступающей в силовой гидроцйлиндр и требующий больших проходных сечений, проходит через реверсивный гидрорасдределитель //, а в распределительной паре плунжер 5- втулка 6, геометрические размеры которой определяют величину щага S, проходные сечения Пебольщие в соответствии с небольщими по мощности потоками лчидкости в управляющих каналах.

Предмет изобретения

1.Шаговый гидропр.ивод, состоящий :из источника питания, силового гидроцилиндра двойного действия, дискретного распределителя, содержащего осевой золотник, гильза которого жестко связана с корпусом гидроцилиндра, а плунжер - со штоком его поршня, :И гидрокоммутатора, выходные каналы которого сообщены с входными окнами в гильзе осевого .золотника, отличающийся тем, что,

с целью повышения точности шагового движения гидроцилиндра путем уменьшения величины шага, дискретный распределитель выполнен двух.каскадным, и его первым .каскадом является упомянутый осевой золотник,

снабженный четырьмя группами входных окон и одним сливным окном в гильзе, а вторым каскадом является реверсивный гидрорасиределитель с шестью камерами управления, нз которых четыре сообщены с в.ходными окнами

осевого золотника и выходными каналами гидрокоммутатора, а две - с ППтающ.ими .каналами гидрокоммутатора.

2.Гидропр.пвод по п. 1, отличающийся тем, что плунжер осевого золотника имеет канавки шириной 1,55 .и пояски шириной 0,55, а входные окна в гильзе разбиты на пары, с шагом в каждой паре, равным 5, где S - величина одного шага гидроцилиндра.

3.Гидропривод .по ип. 1 и 2, отличающийся тем, что гидрокоммутатор выполнен двухтактным .и состоит из последовательно сообщенных двухпозиционного четырехЛ|Инейного реверсирующего распределителя, сообщенного с напорной и сливной магистралями источника питания, и двухпозиционного шест.ил.инейного распределителя для двухтактного переключения двух пар вы.ходных каналов, сообщенных с парами входных окон в гильзе осевого золот1П1ка дискретного распределителя, а также двух трехлинейных распределителей

с элекТромагнитным приводом для управлен.ия указанными двухпозиционными распределителя.ми.