Электрогидравлический шаговый привод Советский патент 1976 года по МПК F15B9/03 G05B11/14 

межутков 22 контактного поля 20, а контакты 21 контактного поля 20 находятся напротив диэлектрических промежутков 19 контактного поля 17, причем длина контактов 18, 21 равна длине диэлектрических промежутков 19, 22.

Контактные поля 23 и 26 имеют относительное расположение, аналогичное расположению контактных полей 17 и 20, а контакты 24 и 27 имеют равную длину с диэлектрическими промежутками 25 и 28. Кроме того, контакты 1й, 21 и диэлектрические промежутки 19, 22 контактных полей 17, 20 равны по длине контактам 24, 27 и диэлектрическим промежуткам 25, 28 контактных полей 23, 26. Подвижные контакты 29 и 32 установлены на выходном штоке 35 гидродвигателя 36 и изолированы от него и друг от друга.

Контактные ноля 17, 20, 23, 26 закренлены неподвижно в корпусе 37 и изолированы от него. Подвижные контакты 29, 32, установленные на выходном штоке 35 гидродвигателя 36, и неподвижные контактные полей 17, 20, 23, 26, заключенные в корпус 37, составляют контактный узел 38 обратной связи, предназначенный для передачи сигнала с коммутируюш,их блоков 1 и 2 на обмотки 13, 16 электромеханического преобразователя 14.

Электромеханический преобразователь 14 состоит из сердечника 39, обмоток 13, 16 и поворотного якоря 40 с заслонками 41, подвешенного на оси 42.

Гидравлический усилитель типа сопло - заслонка вынолнен по дифференциальной схеме с разгрузкой якоря 40 от сил давления жидкости. Разгрузка якоря 40 от сил давления выполнена следуюш.им образом.

Поршень 43 связан каналом 44 с соплом 45, а поршень 46 связан каналом 47 с сонлом 48. Поршни 43, 46 поджаты пружина.ми 49, 50 с помощью регулировочных БИНТОВ 51. Порш1НИ 43, 46 при отсутствии да1вления поддерживают якорь 40-в нейтральном положении. Канал 52 высокого давления через жиклеры 53 соединен с каналами 44, 47. Полость 54 связана со сливным каналом 55. Трехиозиционный плоский золотнИК 56 прижат втулкой 57 и лружиной 58 к опорной поверхности, в которой выполнены распределительные каналы 59, 60, соединенные между собой и со сливным каналом 55, и каналы 61, 62, каждый из которых соединен с соответствуюш,ими лолостями 63, 64 цилиндра 65 гидродвигателя 36. В золотнике 56 выполнены центральный канал 66 и проточки 67, осуш,ествляюшие коммутацию потоков при работе привода. Управление положением золотника 56 осуш,ествляется двумя парами поршней 68, 69 и 70, 71, соединенных каналами 72 и 73 с каналами 47 и 44 и через сопла 48, 45 с лолостью 54. Центральный канал 66 золотника 56 через втулку 57 соединен с каналом 52 высокого давления. Внутри цилиндра 65 гидродвигателя 36 размещен поршень 74, соединенный с выходным штоком 35. Для устранения перетечек рабочей жидкости по поршню 74 на нем имеется уплотнение 75.

Электрогидравлический шаговый привод работает следующим образом.

При отсутствии управляющего сигнала обмотки 13 и 16 электромеханического преобразователя 14 обесточены. На якорь 40 не действуют электромагнитные силы, и под действием пружин 49, 50 он находится в среднем положении, обеспечивая при этом одинаковые проходные сечения между торцами сопел 48, 45 и заслонками 41. В силу этого давления в каналах 72, 73 равны, поршни 68, 70 дожимаются до упоров и фиксируют золотник 56 в среднем положении. При этом центральный канал 66 золотника 56 закрыт уплотняющей поверхностью, полости 63, 64 гидроцилиндра 65 герметично замкнуты, так как каналы 61, 62 закрыты уплотняющими поверхностями плоского золотника 56. Каналы 59, 60 также отсечены от остальных каналов золотника 56, в результате чего в них устанавливается давление слива. Так как каналы 61, 62 закрыты уплотняющими поверхностями золотника 56, а благодаря уплотнению 75 отсутствуют перетечки рабочей жидкости по поршню 74, он занимает определенное неподвижное положение. Подвижные контакты 29, 32 узла 38 обратной связи находятся соответственно на контактах 21, 24 неподвижных контактных полей 20 и 23.

Блок коммутации работает следующил образом.

При подаче на вход 3 ряда последовательных сигналов выходной сигнал появляется поочередно то на выходах 4, 5, то на выходах 5, 6. Если управляющий сигнал (ток) от вычислительной машины (на чертеже не показана) поступает на блок 1 коммутации, то последний направляет его с выходов 5, 6 по каналу 11, через контакты 21 контактного поля 20, через подвижный контакт 29 по каналу 30 к выводам 15 и 31 обмотки 16 электромеханического преобразователя 14. Правая половина якоря 40 с заслонкой 41 под действием электромагнитных сил, вызванных прохождением тока по обмотке 16, притянется к правому полюсному наконечнику сердечника 39 электромеханического нреобразователя 14. Проходное сечение между заслонкой 41 и сонлом 45 увеличивается, а между второй заслонкой 41 и соплом 48 уменьшается. В результате, давление в каналах 47, 72 начнет увеличиваться, а в каналах 44, 73 уменьшаться. При некотором значении перепада давлений в каналах 72 и 73 сила давления на площадь поршней 68, 69 превзойдет силу давления на суммарную площадь поршней 70, 71, и с этого момента начнется все ускоряющееся перемещение золотника 56 в крайнее правое положение, поскольку давление в канале 72 продолжает нарастать, а в канале 73 убывать. Г1ри перемещении золотника 56 вправо канал 52 через центральный канал 66 золотника 56 сообщается с каналом 62, в результате чего

правая .полость 64 гидроцилиндра 65 сообщается с высоким давлением, а канал 61 через проточку 67 сообщает полость ЬЗ гидроцилиндра 65 с каналами 59, 55 слива. С этого момента создаются условия для перемещения поршня 74 гидроцилиндра 65. Совокупность описываемых явлений приводит к быстрому падению давления в левой лолости 63 гидроцилиндра 65 до давления, близкого к давлению слива. Поршень 74 гидроцилиндра 65 под воздействием максимально возможного перепада давлений в полостях 64 и 63 начинает двигаться равноускоренно влево, до тех пор, лока подвижный контакт 29, ус.ановленный на штоке 35, не сползет с контакта 21 контактного поля 20 «а диэлектрический промежуток 22 контактного поля 20.

Сигнал с блока 1 перестанет поступать на обмотку 16 электромеханического преооразователя 14. Электромагнитные силы, действующие на якорь 40 электромеханического преобразователя 14, снимаются, и он под действием дружин 49, 50 и поршней 43, тб становится в среднее положение, занимаемое им до подачи сигнала. Проходные сечения между торцами сопел 48, 45 и заслонками 41 становятся равными. Давления в каналах 72 и 76 уравновешиваются, и золотник 56 возвращается в среднее положение. При этом полости 63 и 64 гидроцилиндра 65 герметично изолируются от канала высокого давления слива, и поршень 74 останавливается.

Таким образом, длина хода поршня 74, а соответственно и выходного штока 35 определяется длиной контакта 21 контактного поля

20и не зависит от длительности управляющего сигнала. Сигнал с вычислительной машины на блок 1 может продолжать поступать, но на электромеханический преобразователь 14

он уже не поступает, так как подвижный контакт 29, пройдя один щаг, сполз с контакта

21контактного поля 20, разорвав при этом цепь питания обмотки 16 электромеханического преобразователя 14.

Подвижный контакт 29, сойдя с контакта 21 контактного поля 20, наползает на контакт 18 контактного поля 17. Для совершения следующего шага в ту же сторону вычислительная машина должна подать очередной (второй) по порядку сигнал, а блок 1 направляет его теперь на контактное поле 17 и через его неподвижный контакт 18, подвижный контакт 29, по проводу 30 на ту же обмотку 16 электромеханического преобразователя 14.

Процессы нарастания давления, перемещения золотника 55 и поршня 74 повторяются.

Для совершения третьего шага в ту же сторону сигнал поступит снова на контактное поле 20 и через него на обмотку 16 электромеханического преобразователя 14 и т. д. Для совершения ряда шагов влево сигнал на обмотку 16 электромеханического преобразователя 14 поступает поочередно то с контактов 21 контактного поля 20, то ic контактов 18 контактного поля )7. Поочередную подачу

сигналов на контактные поля 20 и 17 обеспечивает блок 1.

Для перемещения штока 35 вправо сигнал по входу 7 подается на коммутирующий блок 2, который поочередно подает его на контактные поля 23, 26 и через подвижный контакт 32 по каналу 33 на обмотку 13 электромеханического преобразователя 14. Под действием электро.магнитных сил левая половина яко|ря -iO притягивается к левому полюсиому иаконечнику сердечника 39.

Проходное сечение между заслонкой 41 и соплом 48 увеличивается, а между второй заслонкой 41 и соплом 4о уменьшается. Ь результате, давление в каналах 44, 73 -начнет м;елл4;.ва1ься, а в каналах -i/, /2 уменьшаться. При некотором значении перепада давлений в каналах 72 и /3 сила давления на площадь поршней 70, 71 превзойдет силу давления на суммарную площадь поршней 68, 69, и золотник об начнет перемещаться в крайнее левое положение. При перемещении золотнька оЬ влево канал о2 через центральный канал Ь золотника 56 сообщается с каналом 61, в результате чего левая полость 63 гидроц 1линдра Ьо сооощается с вьк.жим давление.м, а канал 62 через проточку 67 сообщает правую полость 64 гидроцилиндра 65 со сливными каналами 59, 55. Поршень 74 гидроцилиндра 6о под воздействием максимально возможного перепада давлений в полостях Ь4 и ЬЗ начинает двигаться вправо до тех иор, пока подвижный контакт 32, установленный на выходном штоке 35, не сползет с контакта 24 контактного лоля 23 на диэлектрический промежуток 25. Сигнал с блока 2 перестанет поступать на обмотку 13 электромеханического преооразователя i4. Электромагнитные силы, дейсгвуюшие на якорь 0 электромеханического преооразователя 14, снимаются, он под воздействием пружин 49, ои и поршней 43, 46 становится в среднее положение. Проходные сечения между торцами сопел 4о, 48 и заслон-ками 41 становятся равными. Давления в каналах 72, /о уравновешиваются, и золотник об возвращается в среднее положение. При этом полости ЬЗ и 64 гидроцилиндра 65 герметично изолируются от канала высокого давления и слива, и поршень 74 останавливается, совершив один шаг вправо. Для совершения ряда последующих шагов вправо сигнал на обмотку 13 электромеханического преобразователя 14 поступает поочередно то с контактов 24 контактного поля 23, то с контактов 27 контактного ноля 26, а ноочередную подачу сигналов на контактные поля 23 и 26 обеспечивает блок 2.

Для разгрузки якоря 40 от гидродинамических сил применено разгрузочное устройство, которое работает следующим образом.

Когда заслонка 41 закрывает например, сопло 48, в канале 72 резко нарастает давление. Такое резкое нарастание давления происходит и в канале 47, сообщающемся с поршнем 46. Момент от сил, вызванных давлением

жидкости на за1слонку 41 в сопле 48 относительно оси 42, уравновешивается противоположным по знаку моментом, создаваемым давлением жид-кости в канале 47 через поршень 46 на якорь 40.

Формула изобретения

Электрогидрав.чический шаговый привод, содерлсащий электромеханический преобразователь, связанный с гидроусилителем, выходы которого подключены к полостям гидродвигателя, о т л и ч а ю ш, и и ся тем, что, с целью повыше 1Ия быстродействия, в нем установлевы блоки коммутации, подключенные к входным каналам, и контактный узел обратной связи, неподвижные контакты которого подключены к выходам блоков коммутации, а подвижные контакты установлены на выходном штоке гидродвигателя и связаны с обмотками электромеханического преобразователя.

V 37 19 ri 20 2Ji 25 5J 5 /J 16 f::-fz T/.ii/: ., 1 /S i}, /4 75