Сервомеханизм Советский патент 1979 года по МПК F15B9/06 

Изобретение относится к области гидроавтоматики и может быть использовано в различны.х отраслях машиностроения, где применяются регулируемые реверсивные механизмы.

По основному авт. св. „No 538 i60 известен сервомеханизм, например, для регулирования рабочего объема гидромашины, содержащий управляюший элемент типа соплозаслонка, систему обратной связи по положению выходного звена сервомеханизма, включаюш,ую связанные с рычагом заслонки упругие и неупругие элементы, ограничитель мощности с плунжер-шаблоном и устройство суммирования сигналов, выполненное в виде подпружиненной направляющей, взаимодействующей с плунжер-шаблоном, на который шарнирно установлен дополнительный рычаг, одно плечо которого взаимодействует с рычагом заслонки через регулируемый упор, а другое - с механизмом обратной связи через скользящую опору.

Однако известный сервомеханизм имеет ограниченную область применения.

Целью изобретения является расп1ирение функпиональных возможностей сервомеханизма и использование его для регулирования подачи реверсивного насоса.

Эта цель достигается тем, что плунжер1иаблон снабжен направляющей, выполненной в виде втулки, подвижной вдоль оси. и фиксируемой относительно корпусных деталей и подпружиненными ограничителями, расположенными с обеих сторон плунжерашаблона и поджатыми к его торцам и направляющей.

На чертеже представлена схема предлагаемого сервомеханизма.

Сервомеханизм, построеннь й по мостовой схеме, с двумя входными дросселями I, 2 и управляющим распределителем 3 соединен с источником 4 гидролиниями.

Торцовые камеры 5 и 6 связаны с выход5ным дифференциальным дросселем «соплозаслонка, заслонка 7 KOTOpoio установлена на валу 8 преобразователя входного сигнала, а сопла 9 и И) сообщены с дросселями I и 2. К выходу распределителя 3 через гидро0линии и 2 подключен исполнительный гидродвигатель 13, механически связанньп

с органом регулирования рабочего обьема

реверсивного насоса 4.

Обратная связь по положению и по скорости осуществляется за счет известного устройства, состоящего из клина-плунжера 15 и дополнительного плунжера 16, поджатых давлением жидкости к пальцу 17 гидродвигателя 13. Шток 18, поджатый пружиной 19 к клину-плунжеру 15, воздействует через пружину 20 на заслонку 7 через ее плечо 21, осуществляя обратную связь по положению гидродвигателя 13, и упирается своим концом в двуплечий рычаг 22, шарнирно закрепленный на подпружиненной направляющей 23. Пружина 24 поджимает рычаг 22 к штоку 18, а пружина 25 - направляющую 23 к плунжер-шаблону 26, который является одцим из основных элементов ограничителя мощности. Его криволинейный профиль выполнен по определенному закону, а концы, как плунжеры, входят в камеры 27 и 28, сообщающиеся с торцовыми камерами 5 и 6 и изменяя их объем при перемещении плунжера-шаблона 26, обеспечивают обратную связь по скорости изменения давления. Датчиками давления являются установленные в гильзах 29 и 30 плунжеры 31 и 32, полости цилиндров которых связаны гидролиииями 33 и 34 с рабочими гидролиниями насоса 14.

На гильзы 29 и 30 опираются одним своим концом пружины 35 и 36, взаимодействующие через ограничители 37 и 38, выполненные, например, в виде щайб с торцами плунжера-щаблона 26 и его направляющей 39, имеющей, например, форму втулки. Ограничители 37 и 38 имеют наружный размер больше диаметра плунжера-шаблона 26.

Направляющая 39 установлена в корпусе 40 подвижно вдоль продольной своей оси и фиксируется винтом 41 с эксцентриком. Рычаг 22 снабжен регулируемыми упорами 42 и 43, между которыми расположено плечо 44, связанное с заслонкой 7.

Винт 45 с пружиной 46 служат для настройки среднего положения реверсивного сервомеханизма. Пружины 47 и -48 выполняют функцию нуль-установителя при отключении системы или ее неисправности.

Сервомеханизм работает следующим образом.

Шток 18, являясь элементом обратной связи по положению, одновременно, воздействуя на рычаг 22, является датчиком расхода, так как положение исполнительного гидродвигателя 13 определяет расход насоса 14. В работе рычаг 22 поворачивается в ту или другую сторону от среднего положения в зависимости от направления потока жидкости в насосе 14 тем больше, чем больще будет рабочий объем и следовательно расход регулируемого насоса 14.

В зависимости от того, какая гидролиния насоса 14 будет линией нагнетания, давление в одной из гидролиний 33 или 34 будет больще и вследствие взаимодействия плунжер-щаблона 26 с плунжерами 31 и 32, находящимися под разны.м давлением, плунжер-шаблон 26 будет стремиться переместиться в ту или другую сторону. Это станет возможным, если давление в линии нагнетания насоса 14 превзойдет величину, допустимую при максимальном расходе насоса 14, т. е. при максимальном рабочем объеме его. Тогда плунжер-шаблон 26 преодолеет усилие первоначального сжатия одной из пружин 35 или 36 и при своем движении

о будет перемещать в соответствующую сторону рычаг 22. Таким образом, положение рычага 22 в пространстве относительно заслонки|зависит от расхода и давления насоса 14, т. е. рычаг 22 является суммирующим

, звеном, положение которого зависит от мощности насоса 14. В зависимости от направления потока рабочей жидкости внасосе 14 рычаг 22 через регулируемые упоры 42 или 43 воздействует на плечо 44 заслонки 7, уменьшая рабочий объем насоса 14, т. е.

0 его расход при увеличении давления, ограничивая, таким образом, потребляемую мощность.

Такая конструкция сервомеханизма исключает влияние пружин 35 и 36 друг на друга, поскольку они воздействуют на плунжер-щаблон 26 не непосредственно (как у известного сервомеханизма), а через ограничители 37 и 38, упирающиеся в торцы направляющей 39. При этом при смещении

плунжера-щаблона 26, вправо его торец отрывает ограничитель 38 от направляющей 39, преодолевая усилие пружины 36. Пружина 35 при этом упирается через ограничитель 37 в направляющую 39 плунжера-щаблона 26 и на него не воздействует.

При смещении же плунжера-шаблона 26 влево пружина 36 упирается в направляющую 39, а в работу включается пружина 35, которая при необходимости может быть отрегулирована на любое требуемое усилие,

0 в том числе отличающееся от усилия пружины 36 (в зависимости от условий эксплуатации давление, при котором включается в работу - плунжер-шаблон 26 при работе насоса в одном направлении и при реверсе, может требоваться различным). При отсутствии ограничителей 37 и 38 плунжер-шаблон 26, поджатый с обеих сторон пружинами будет, во-первых, уравновешен и смещается при любом перепаде давления в гидролиниях 33 и 34 (что недопустимо, так как

не обеспечивалось бы регулирование насоса по требуемому закону), во-вторых, невозможно отрегулировать усилие пружин 35 и 36 на разные усилия.

Кроме того, для функционирования меха$ низма в реверсивной схеме необходимо, чтобы в начальном положении точка сопряжения (перехода) двух криволинейных участком плунжера-шаблона 26 была совмещена