Следящий привод Советский патент 1978 года по МПК F15B9/06 

Изобретение относится к области сервомеханизмов со следящими устройствами, управляемыми струйными усилителями и может быть использован в системах автоматического управлени металлорежущими станками, технологическим оборудованием, про &В11ленными роботами, а также в пневмогидравлических системах навигационной автоматики подвижных объектов. Известен серводвигатель, содержащий струйный усилитель, следящий золотник распределения основного поток исполнительный гидравлический цилинд с двухсторонним штоком и клапаном сопло-заслонка в цепи гибкой обратно связи по положению исполнительного гидравлического цилиндра l. Недостатком зтого серводвигателя является низкая точность слежения, вследствие отсутствия корректировки струйного сигнала управления в функц от возмущения нагрузки исполнительно привода. Наиболее близким техническим решением к данному является следящий привод, содержащий струйный усилител корпус которого жестко связан с каме рами, каждая из которых состоит из глухой и дренажной полостей, разделенных мембраной, гидравлический мост, в плечах которого установлены постоянные и переменные дроссели, выполненные в виде гидравлических сопел, размещенных в камерах, а к диагонали гидравлического моста подключен гидроцилиндр, полости которого подк.шочеиы к полостям гибких элементов обратной связи по нагрузке, датчик рассогласования, сопла которого жестко связаны со штоком гидроцилиндра, а заслонка соединена с входным преобразователем, причем входные кана.пы струйного усилителя соединены с соплами датчика рассогласования, а выходные каналы с глухими полостями камер 2. Недостатком этого устройства является низкая точность слежения из-за отсутствия обратной связи по нагрузке. Целью предлагаемого изобретения является устранение указанного недостатка путем введения обратной связи по нагрузке. Поставленная цель достигается тем, что в изобретении гибкие элементы обратной связи по нагрузке размещены по обеим сторонам струйного усилителя и жестко связаны с ним, гидравлические сопла переменных дросселей жест)о связаны с неподвижной гильзой гидроцилиндра и подвижно ус-ззановлены против мембран в дренажных полостях камер.

На чертеже представлена схема слецящего привода.

Следящий привод содержит датчик рассогласования, состоящий из сопел 1 и 2 и заслонки 3, жестко связанной с входным преобразователем, например, щупом 4, который усилием пружины 5 поджат к шаблону 6. -Входные каналы 7 и 8 сопел 1 и 2 связаны магистралими 9 и 10 с источником питания 11, а междроссельные их камеры 12 и 13 магистралями 14 и 15 связаны соответственно с входными каналами 16 и 17 струйного усилителя 18 (т.е. его камерой 19), выходные каналы которого 20 и 21, находя№шся напротив канала питания 22 и по обе стороны разделителя 23, соединены магистралями 24 и 25 с глухими полостями 26 и 27 камер 28 и 29, жестко соединенных с корпусом 30 струйного усилителя 18. В дренажных лолостях 31 и 32камер 28 и 29 размещены соответственно гидравлические сопла 33 и 34. Поскольку камеры 28 и 29 жестко связаны с корпусом 30 струйного усилителя 18, а гидравлические сопла 33 и 34 жестко закреплены на неподвих ной гильзе 35 гидроцилинд ра 36, то гидравлические сопла 33 и

34 совместно с мембранами 37 и 38, соответственно установленными в камерах 28 и 29, образуют переменные дроссели типа сопло-заслонка. Полости 39 и 40 гидроцилиндра 36 связаны маги стралями 41 и 42 с гидравлическими соплами 33 и 34 соответственно, а магистралями 43 и 44 ,связаны с полос™ тями 45 и 46 гибких элементов 47 и 48 обратной связи по нагрузке. Подвод жидкости к полостям гидравлического цилиндра 36 осуществляется от источника питания 49 по магистралям 50, 51 и 52 через постоянные дроссели. 53 и 54.Гибкие элементы цепи обратной связи по нагрузке 47 к 48 установлены по обеим сторонам струйного усилителя 18 и через конические чашки 55 и 56 упираются в-стержни 57 и 58, расположенные в направляюхдих 59 и 60 соответственно и жестко связанные с корпусом 30 пневмогидравлического струйного усилителя 18. Поршень 61 гидравлического цилиндра 36 через шток 62 связан с исполнительным органом 63, который, в свою, очередь, | ронштейном 64 связан с соплами 1 и 2 датчика рассогласования.

Постоянные дроссели 53 и 54 и гидравлические сопла 33 и 34 образуют плечи гидравлического моста, к диагонали которого подключен гидроцилиндр 36.

Привод работает следующим образом, Сжатый воздух подается от источника питания 11 в междроссельные камеры 12 и 13 сопел 1 и 2 датчика рассогласования и Одновременно из междроссельных камер 12, 13 этих сопел поступает во входные каналы 16. и 17 струйного усилителя 18.

Если отсутствует следящее движение т.е. отсутствует перемещение щупа 4 относительно шаблона 6, то зазоры между соплами 1, 2 и заслонкой 3 равны между собой. В этом случае входные сигналы струйного усилителя 18 равны по величине и струе жидкости, истекающей под давлением из канала питания струйного усилителя, распределяется разделителем поровну меходу выходными каналами 20 и 21. Величины давлений в глухих полостях 26 и 27 соответственно камер 28 и 29 равны между собой и поршень 61 гидроцилиндра 36 и связанный с ним исполнительный орган 63 неподвижны, поскольку зазоры между гидравлическими соплами 33, 34 и мембранагуш 37, 33 равны между собой.

При смещении щупа 4 относительно профиля шаблона 6 происходит смещение заслонки 3 из нейтрального положения относительно сопел 1 и 2 и зазоры между соплами 1, 2 и заслонкой 3 перераспределяются. Если перемещение щупа 4 происходит по направлению А, например вправо, то заслонка 3 также переместится вправо. При этом, зазор между заслонкой 3 и соплом 1 увеличится, а зазор между заслонкой 3 и соплом 2 уменьшится. Это приводит к появлению поперечного перепада давления в камере взаимодействия струйного усилителя 19, в результате чего струя жидкости сместится влево. Величина давлений в глухих полостях 26, 27 камер 28 и 29 также перераспределяется: давление в полости 26 увеличивается по отношению к величине давлния в полости 27. Вследствие чего зазор между мембраной 37 и гидравлическим соплом 33 уменьшится, а зазор между мембраной 38 и гидравлическим соплом 34 увеличится, что приводит к повышению давления в полости 40 гидродилиндра 36 по отношению к величине давления в полости 39. Под действием перепада давления поршень 61 и исполнительный орган 63 переместятся . Так как исполнительный орган 63 через кронштейн 64 жестко связан с соплами 1 и 2, то последние также переместятся вправо относительно заслонки 3 в нейтральное положение и в системе восстановится равновесие.

Таким образом, в предлагаемом} устройстве осуществляется отслеживание перемещения щупа по его положению, т.е. осуществляется отработка устройством управляющего воздействия.

Если исполнительный орган 63 воспрИЕ1имает возмущение нагрузки, то изменяется давление в одной из полостей 56 гидравлического цилиндра 36 и, соответственно, изменяется давление в св занной с данной полостью цилиндра по лости гибкого элемента 47 или 48 цепи обратной связи по нагрузке. Если возмущение действует, например, по направлению Б, т.е. влево, то повышается давление в полости 39 гидравлического цилиндра 36, а следовательно повшаается давление и в полости 46 гибкого элемента 48 обрат ной связи по нагрузке по отношению к величине давления в полости 45. Гибкий элемент 48 растягивается и че рез коническую чашку 56 это перемеще ние передается стержню 58 и жестко связанному с ним корпусу 30 струйног усилителя 18. Корпус 30 переместится влево в направляющих 59 и 60 н влево переместятся с ним корпуса камер 28 и 29. Зазор между мембраной 37 и гидравлическим соплом 33 уменьшится, а между мембраной 38 и гиддаав лическим соплом 34 увеличится. Это приводит к соответственному перерас пределению давлений в полостях 39 и 40 гидроцилиндра 36. Б этом случае поршень 61 и жестко связанный с ним исполнительный орган 63, а также кронштейн 64 и сопла 1 и 2 переместятся вправо, т.е. в сторону, противоположную действию возмуще ния нагрузки. Ошибка от возмущения будет скомпенсирована и в системе восстановит ся равновесие. Таким образом, в процессе работы следящего привода при одновременном действии управляющего и возмущающего воздействий из перемещения исполнительного органа, обусловленного следящим движением, автоматически вычитается движение, обусловленное действием возмутдения нагрузки, что приводит к компенсации ошибки от послед ней , Благодаря вышеперечисленным качес вам, изобретение может найти широкое применение в машиностроении, ста костроении, авиастроении, судостроении, в ракетной и космической технике, т.е. в тех пневмогидравлических системах автоматики, где функции управления возложены на пневматические сигналы низкого давления, а исполнительные движения реализуются силовым гидравлическим приводом. Формула изобретения Следящий привод, содержащий струйный усилитель, корпус которого жестко связан с камерами, каждая из которых состоит из глухой и дренажной полостей, разделенных мембраной, гидравлический мост, в плечах которого установлены постоянные и переменные дроссели, выполненные в виде гидравлических сопел, размещенных в камерах, а к диагонали гидравлического моста подключен гидрог цилиндр, полости которого подключены к полостям гибких элементов обратной связи по нагрузке, датчик рассогласования, сопла которого жестко связаны со штоком гидроцилиндра, а заслонка соединена с входным преобразователем, причем входные каналы струйного усилителя соединены с соплами датчика рассогласования, а выходные каналы с глухими полостями камер, отличающийся тем, что, с целью повышения точности привода, гибкие элементы обратной связи по нагрузке размещены по обеим сторонам струйного усилителя и жестко связаны с ним, гидравлические сопла переменных дросселей жестко связаны с неподвижной гильзой гидроцилиндра и подвижно установлены против мембран в дренажных полостях камер. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент Франции 2019211, кл. F15 В 11/00, 1971. 2.Ж. Hjdrae and Pneumott 1970, 23, 9. f Jf /77 54 S «f jf S3 /X S( fa 40 9 S2 aiSfs ЛЛ л. л ел 7 5 гг