Самоподнастраивающийся линейный шаговый электрогидравлический привод Советский патент 1980 года по МПК F15B9/03 

(кинематически через тягу 5 связана с поршнем гидроцилиндра 6 корректирующего устройства, силовой дросселирующий гидрораспределитель 7, сообщенный гидролиниями 8 и 9 с рабочими полостями силового гидроцилиндра 10, Шаговый электродвигатель 1 управляется программным устройством 11. Втулка i имеющая отверстие 12, образующее с винтом-золотником 3 переменный дроссель, соединена с рабочим органом 13 и поринем силового гидроцилиндра 10 при помощи двух кронштейнов 14 и двух компенсационных пружин 15, усилие которых регулируется гайками16, установленными в стака- нах 17. Рабочие полости гидроцилиндра б корректирующего устройства сообщены гидролиниями 18, 19, 20 и 21 с.рабочими полостями силового гидроцилиндра 10, а его корпус жестко соединен опорой 22 с кро11штейном 14. Подвод, рабочей жидкости к управляющей полости гйдрораспределителя 7; осуществляется посредством гидролинии 23, которая сообщена с напорной гидррлинйей 24 через дроссель 25 и гидролинию 26. Гидролиния 23 соединена с гидролинией 27, которая сооб-щена с гидролинией 28 гидрораспределктеля холостых ходов 29 и гидролинией 30 подвода жидкости к отверстию 12 управляющего дросселирующего гйдрораспределителя. Подвод жид. кости к гидрораспределителям 7, и 29 производится по гидролиниям 31 и 32, а слив жидкости в бак 33 по гидроли-ниям 34 и 35. Управление гидрораспрёделителем холостых ходов 29 осуществляется посредством электромагнитов 36 и 37.. Работа самоподнастраивающегося линейного шагового электрогидравлического привода осуществляется следующим образом. - л .

В исходном положении управляющие сигнс1лы с программного устройства 11 отсутствуют. Вал игагового двигателя 1 неподвижен, а следовательно, неподвижен и винт-золотник 3.

Рабочая жидкость от напорной гидролйнии подводится К отверстию 12 втулки 4 по гидролинии 26, через пбстбянный дроссель 25, по гидролиниям 27 и 30. Через переменный дроссель, образованный отверстием 12 в управляющей втулке с кромками винтй золотника 3,рабочая жидкость идет на слив. Причем, величина этого переменного дрое9;еля и данном случае такова, что д айление в гидролиниях 23, 27 и 30, а следовательно, и в управляющей полости дросселирующего гйдрораспределителя 7, уравновешивает усилие пружины, и гидрораспределитель 7 остается в нейтральном положении. При.этом рабочая жидкость в полость силового гидравлического цилиндра 10 не поступает и его поршень остается неподвижным. Исполнительный рабочий орган 13 перемещается.

Втулка 4 под действием компенсационных пружин занимает нейтральное, симметричное относительно кронштейнов 14, положение.

При подаче.управляющего сигнала с программного устройства 11 на шаговый двигатель 1 его вал с помощью .редуктора 2 поворачивает винт-золотник 3 управляющего дросселирующего гйдрораспределителя. При повороте винта-золотника 3 меняется сопротивление переменного дросселя во втулке 4, образованного кромками винта-золотника 3 и отверстием 12 во втулке 4. При изменении сопротивления вышеописанного дросселя в ту или иную сторону меняется давление в гидролиниях 23, 27 и 30, т.е. в левой полости управления дросселирующего гидрораспреде-. лителя 7.Золотник гйдрораспределителя 7 смещается вправо или влево, и жидкость поступает в силовой гидроцилинд 10, например, по гидролиниям 8 и 19. Масло из противоположной полости силового гидравлического цилиндра 10 по гидролиниям 21 и 9 через гидрораспре- делитель 7, гидролинии 34 и 33 идет на слив. Исполнительный рабочий орган 13 перемещается вправо, увлекая с собой корректирующий гидроцилиндр б и его втулку 4 до тех пор, пока величина щели дросселя (открытия отверстия 12) не достигнет первоначальной величины. В этом случае золотник гидрораспределителя 7 займет нейтральное положение, закрыв тем самым Доступ маслу в полость силового гидравлического цилиндра 10.

При повороте вйнта-золртника 3в противоположную сторону схема работает аналогично, при этом исполнительный орган (стол) 13 смещается влево. , , .

При необходимости быстрого перемещения исполнительного рабочего органа 13 в ту или. иную сторону используется гидрйраспределитель быстрых ходов 29, который перемещается в одно из крайних положений с помощью, например, электромагнита 36. Золотник гйдрораспределителя ходов 29 смещается вправо и жидкость по гидролиниям 24,32,28,27 и 23 поступает в полость управления дросселирующего гйдрораспределителя 7, смещая его золотник вправо. Жидкость через гидрораспределитель 7 попадает в левую полость цилиндра 10 и смещает исполнительный рабочий орган 13 вправо. При включении электромагнита 37 схема работает аналогично, смещая исполнительный рабочий орган 13 влево.

Как только перепад давлений рабочей жидкости в силовом гидравлическом Цилиндре 10 превысит некоторое значение д РО, исполнительный рабочий орган 13 начнет перемещаться. При этом на штоке гидроцилиндра б корректирующего устройства возникает сила РШТ &PFK- Чр- РПР где F - площадь поршня гидроцилиндра 6 ; Р - сила трения в гидроцилиндР®РПР - сила пружин 15. Пренебрегая Р можно считать, что PU.T - РПР Р свою очередь, перепад давления в полостях силового гидравлического цилиндра 10 связан с внешней нагрузкой (внешними силами резания) зависи f ocTbro Рреэ Pfo - Р-ГР г где Pfp - сила сухого трения в напрад ляющих стола 13 поверхнос- тях скольжения силового гид равлического цилиндра 10; F - площадь по1жаня исполнительного гидроцилиндра 10; Ррез нагрузка (например, сила резания). Учитывая, что упругие деформации YC системы пропорциональны приложенннм нагрузкам Y К.Ррр(где К(ч - коэффициент пропорционсшьности) тывая (1), можно получить, что YC КсДРРо FO Ртр1г (2) Yp о при)лР1 FO РТР. (3) Зависимости (2) и (3) показывают, что упругие деформации системы YC пропорциональны перепаду давлений АР в силовом гидравлическом цилиндре 10. Из этого следует, что величина смещения Y втулки 4 зависит от пере пада давления др в силов(1 гидравлическом цилиндре 10. - Известно, что при смещении, втулки 4 относительно винта-золотника 3 про исходит изменение открытия дросселя, образованного отверстием 12 во втулк 4 и кромками винта-золотника 3. Это смещение втулки приводит к автоматическому смоцению исполнительного ра бочего органа 13.Причем смещение исполнительного рабочего органа 13 YC в точности будет равно осевсялу смеще нию втулки 4 YP,соединенной с гиДро- - цилиндром 6, механически соединенным с исполнительным рабочим органом 13 через опору 22 и кронштейны 14 и . гидравлически соединенным с силовым гидравлическим цилиндром 10. Упругие смещения втулки 4 YB Yb KnpAPF F Ptipp, (4) YB О при1дР F Р«ро(5) где ,Рпро начальная компенсационных пружин 15. Из условий (2), (3), (4), (5) и условия, что YC Ye, получим расчетные зависимости для выбора жесткости компенсационных пружин СПР г начальной силы сжатия компенсационной пружины Р„рд : где j - жесткость системы. Таким образом, возникающие при работе привода упругие деформации системы СПИД YC, компенсируются дополнительными смещениями управляющей втулки Ybf приводящими к корректирующим смещениям исполнительного рабочего органа 13 .на величину л , равную YJ. и Y , т.е. YP Yg-A. Формула изобретения Самоподнастраивакнцийся линейный шаговый электрогидравлический при- ; вод, содержащий корректирующее устройство, соединенное с поршнем силового гидроцилиндра и управляющим дросселирующим гидрораспределителем, приводимым управляиадим шаговым электродвигателем, и силовой дросселирующий гидрораспределитель, сообщенный гидролиниями с рабочими полостями силового гидроцилиндра, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности корректирующее устройство выполнено в виде гидроцилиндра, рабочие полости которого сообщены с рабочими полостями силового гидроцилиндра, а поршень кинема тически связан с управляющим дросселирующим гидрораспределителем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.; Авторское свидетельство СССР W477820, кл. F 15 В 15/00, 1973.

йрГо

Ар То

ffnf

l-y

-upff

АрРк

Uflp A