Электрогидравлический шаговый привод Советский патент 1975 года по МПК F15B9/03 F15B13/04 

Изобретение относится к автоматичес- кому управлению машинами и может быть применено в системах программного упра ления различным технологическим оборудованием, в частности металлорежущими станками. Известен электрогидравлический шаговый привод, применяемый в системах про граммного управления станками и содержащий электрический шаговый двигатель, шестеренную передачу, силовой гидроцилиндр, состоящий из корпуса с цилиндровой расточкой и поршня с односторонним щтоком, и следящий распределитель, вклю чающий в себя закрепленную в поршне следящую втулку с подводными и отводными окнами и сопряженный с ней винтовой золотник, размещенный в расточке щтока, удерживаемый в корпусе от осевого перемещения и приводимый во вращение шаговым двигателем через щесте-. ренную передачу. Известный электрогидравлический шаговый привод благодаря малому угловому щагу электрического шагового двигателя - (порядка 1,5 ) и применению шестерен- . ной передачи, следящего распределителя БИНТОВОГО типа обеспечивает достаточно малый по требуемой точности позиционирования линейный щаг силового гидроци- линдра (порядка 0,01 мм). Однако при этом вследствие ограниченной величины максимальной частоты управляющих импульсов, отрабатываемых современными шаговыми электрическими двигателями, максимальная скорость силового гидроцилиндра вместе с перемещаемым механизмом машины оказывгается недостаточной,напримёр,для быстрых холостых ходов механизма, что существен1 а ограничивает производителы.кють всей ашины в целом, например металлорежущего станка. Цель изобретения - расширить диапазон скоростей электрогидравлического шагового привода, что в конечном итоге позволит существенно повысить производительность машин, где такой привод применяется. Это достигается тем, что электрогидравлический шаговый привод снабжен вспомогательным дискретным распределителем,; поворотный золотник которого уста новлен соосно со следящим золотником и связан с ним в угловом отношении, а окна во втулке вспомогательного распределителя сообщены с рабочими окнами во втулке следящего золотника, а также с напорной и сливной магистралями привода; в магистрали питания следящего и вспомогательного золотников включен двухпозиционный распределитель; поясок винтового золотника имеет щаг,- равный утроенной щирине его канавки, а щирина рабочих окон втулки, отстоящих друг от друга на щаг винтового золотника, равна ширине его канавки, На чертенке изображена принципиальна схема предлагаемого привода. На схеме показаны электрический ща вый двигатель 1, щестеренная передача 2, винтовой золотник 3, отслеживающая втулка 4, порщень 5 с односторонним штоком, корпус 6 с цилиндрической . расточкой, скользящая шпонка 7, передаточная труба 8, поворотный золотник, 9, распределительная втулка 1О,щестил нёйный двухпозиционнь распределитель 11, стьнина 12, на которой крепится привод. Буквами дополнительно обозначены: Т - напорный трубопровод; Т сливной трубопровод; Т, Т лы, соединяющие три группы окон распр делительной втулки 10 с тремя группам окон следящей втулки 4i Т - канал, соедин;;ющий напорный трубопровод со штоковой, полостью гидроцилиндра. Предлагаемый электрогидравлический ш говый привод работает следующим образо , Для обеспечения медленных точных перемещений гидроцилиндра электромагни распределителя 11 отключен. При этом . напорный Т и слива Т трубопроводы сообщены с каналами i и Т в штоке, непосредственно веду111ими к окнам следящей втулки 4. Подачей на шаговый двигатель 1 электрических управляющих импульсов осуществляется шaгoвыЙJ IOворот его вала и через щестёреннук1пе редачу 2 винтового золотника 3. При этом в зависимости от направления вращения золотника 3 с поршневой полостью гидроЦилиндра соединяется напорноё илй сливное окно втулки 4. Если винтовой зо ЛОТВ.ИК 3 открывает напорное окно, то в поршневой полости гидроцилиндра устанавли вается давление жидкости, равное давлению в штоковой полости, но вследствие разности рабочих площадей поршня возник j результирующая сила, движущая корпус с цилиндровой расточкой (при закрепленном, например, штоке) влево (см. чертеж). Движение корпуса 6 вместе с винтовым золотником 3 продолжается до тех пор, пока поясок золотника 3 не перекроет напорное окно втулки 4. Если винтовой золотник 3 при сврем вращении открывает сливное окно втулки 4, то в поршневой полости гидроцилиндра устанавливается низкое давление, и результирующая сила от давления жидкости в штоковой полости заставляет двигаться корпус 6 вправо (см. чертеж). Движение корпуса 6 продолжается до тех пор, пока поясок золотника 3 не перекроет сливное окно . втулки 4., 1 Таким образом, корпус 6 гидроцилиндра перемещается в соответствии с направлением и величиной поворота шш ового двигателя 1. Осредненная скорость движения гидроцилиндра в этом случае равV, :. на 1 360-L - шаг винтового пояса золотника 3, -угловой шаг двигателя 1, -передаточное число шестеренной передачи 2, -частота управляющих электрическ их импульсов.,j Для обеспечения быстрых перемещений гидроцилиндра привод переключается на другой многократно увеличенный шаг путем включения электромагнита распределителя 11, который подключает каналы, ведущие от напорного Т и сливного Т трубопроводов к каналам, ведущим к распреелительным пазам поворотного золотника 9 дискретного распределителя.. При этом указанный поворотный золотник 9, приводимый во вращение шаговым двигателем: 1 через передачу 2, винтовой золотник 3, скользящую щпонку 7 и передаточную трубу 8, осуществляет периодическое- трехтактное переключение трех групп окон втулки 10 каналов Т Т и Т и трех групп J- 2о окон втулки 4 по гьиклу напор-слив-перекрыто. Геометрия и размеры следящей втулки 4 и винтового золотника 3 выбраны такими, чтобы обеспечить на каждое переклю-: чение (каждый такт) каналов Т Т и Т шаговое перемещение порщня 5 с втулкой 4 относительно корпуса 6 и золотника 3 на величину а, равную ширине окна втулки 4. Для этого расстояния между окнами во втулке 4 приняты равными величине 3 а, ; щирина винтового пояска золотника 3

равной 2 а, шаг винтового пояска i 3 а, ширина винтовой канавки - величине а.

Осредненная скорость движенияiL.;. .:, гидроцилиндра при этом равна:

U .lllVJZL:

Ч 601,

где m - число переключений (тактов), осуществляемых золотником 9 за один оборот. Кратность ступенчатого измерения -скорости предлагаемого электрогидравли еско JQ го шагового привода составляет 1/ ta

г, - Т

Число па зависит от количества окон в распределительной втулке 1О и может быть |5 получено достаточно большим. Таким образом достигается увеличение диапазона скоростей предлагаемого привода по срав-

нению с известным в К раз.

Предмет изобретени.. я

1. Электрогидравлический шаговый привод, содержащий дифференциальный гидроцилиндр с неподвижным щтоком и связанный кинематически с задающим шаговык, лектродвигателем винтовой следящий золот-J

ник,помещенный внутри порщня во втул- | ке, рабочие окна сообщены с напорной и сливной магистралями привода, о т л и ающийся тем, что, с целью увеличе- ;

ния диапазона скоростей привода, он снабжен вспомогательным дискретным распределителем, поворотный золотник которого установлен соосно со следящим золотником и связан с ним в углдвом отнощении, а окна во втулке вспомогательного распределителя сообщены с рабочими окнами во втулке следящего золотника, а также с напорной и сливной магистралями привода. ,--....,

2.Привод по п. 1, о т л и ч а ю - i щ и и с я тем, что, с целью переключения скоростей, в магистрали питания следящего и вспомогательного золотников включен двухпозиционный распределитель.

3.Привод по пп. 1 и 2, о т л и ч аю щ и и с я тем, что поясок винтового золотника имеет шаг, равный утроенной ширине его канавки, а ширина рабочих окон втулки, отстоящих друг от друга на щаг винтового золотника, равна щирине

его канавки.