Цифровой электрогидравлический привод Советский патент 1980 года по МПК F15B3/00 

(54) ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД

Изобретение относится к автомати ческому управлению и может быть при менено в системах цифрового позицио нирования . Известны цифровые электрогидравлические приводы, содержащие шаговые двигатели и гидроусилители, охваченные механическими обратными связями Ц, Наиболееблизким к предложенному устройству является цифровой электр гидравлический привод, содержащий последовательно соединенные электро ный коммутатор, шаговый электрический двигатель, кинематическую передачу, дросселирующий гидрораспреДелитель золотникового типа и поршень, установленный в гидроцилинд е 2. Недостатком известных устройств является низкая точность позиционирования. Это,обусловлено существованием люфтов в кинематических передачах, величина которьж существен но влияет на величину перестановочных усилий в приводе. Цель изобретения - улучшение динамически.х характеристик. Цель достигается тем, что цифровой электрогидравлический привод содержит электрогидравлический преобразователь, входы которого соединены с электронным коммутатором, выходы - с торцовыми камерами гидрораспределителя, а кинематическая передача выполнена в самотормозящейся червячной пары. Установка электрогидравлического преобразователя существенно повышает развиваемое в приводе перестановочное усилие. В результате оказывается возможной установка самотормозящей червячной пары, применениэ которой существенно повышает точность позициониррвания. На чертеже изображен цифровой электрогидравлический привод. Привод содержит шаговый электрический двигатель (ШЭД) 1, червяк 2, червячно колесо 3, 2 и 3 в совокупности составляют червячную .пару, винт 4, поршень 5 со штоком, содержащий гайку, 4 и 5 в совокупности составляют пару винт-гайка, йпоику 6, дросселирующий гидрораспределитель 7 золотникового типа,правую камеру 8,образованную торцом дросселирующео гидрораспределителя и корпусом иггока, левую камеру 9, образованную торцом дросселирующего гидрораспределителя и корпусом штока, электромеханический преобразователь 10, корпус гидроцилиндра 11, поршень 12 со штоками, расположенными по обе стороны поршня, 7, 11 и 12 - составляют в совокупности следящий гидропривод с механической единичной обратной связью и с единичным коэффициентом передачи, гидролинию 13 соединяющую левую штоковую-полость с дросселирующим гидрораспределителем, гидролинию 14, соединяющую правую Штоковую полость с дросселирующим гидрораспределителем, заслонку 15 электро.механического преобразователя, сопла 16 электромеханического преобразователя, 10, 15 и 16 составляют в совокупности электромеханический преобразователь соплозаслонка, который в свою очередь совместно с преобразователем О образует Электрогидравлический преобразователь, левую штоковую полость 18 гидродилиндра, правую штоковую полость 17 гидроцилиндра, цифровую управляющую машину 19 (ЦУМ) или мини ЭВМ, микро-процессор, электронный коммутатор 20 (ЭК), формирующий сигналы на шаговый электродвигатель и электромеханический преобразователь.

Цифровой электрогидравлический привод работает следующим образом,

Управляющие импульсы с ЦУМ 19 поступают на электронный коммутатбр 20, который формирует алгоритм управления на шаговый электродвигатель ШЭД 1 и электромагниты 10 электромеханического преобразователя сопло-заслонка.

Приполучении команды с электронного коммутатора ШЭД через вал поворачивает червяк 2 (вправо или влево в зависимости от команды поступившей с электронного коммутатора) , который в свою очередь повора- . чивает червячное колесо 3. Червячное колесо, жестко связанное с винтом 4, вызывает вращение последнего, что в свою очередь приводит к перемещению гайки, которая жестко связана с поршнем 5, имеющим шток. Поршень с гайкой через шток жестко связан с дросселирующим гидрораспределителем 7, iKOTOpoMy и передает это перемещение. Канал 14 соединяет полость 18, а канал 13 - полость 17 с дросселируквдим гидрораспределителем, который в свою очередь соединяет эти полости с напорной и сливной гидролиниями.

Перемещение дросселирующего гидрораспределителя относительно штока поршня 12 приводит к соёди;нению каналов 13 и 14, соответстве но перемещению лроссепирующего ги;

рораспределителя и в свою очерс.-д, Сдвижение поршня.со штоками относительно корпуса гилроцилиндра ,1 .

Каналы 13 и 14 соединяют полости гидроцилиндра, так,, что движение поршня со штоками вызывает перекрытие каналов 13 и 14 с напорной и сливной гидролиниями. Поршень со штоками обрабатывает такое же пере мещение, на какое был передвину дросселирующий гидрораспределитель, -т.е. осуществляется процесс слежения поршня со штоками относительн дросселирующего гидрораспределителя.

Одновременно с поступлением сигналов с электронного коммутатора н.а шаговый электродвигатель подается по возможности синхронно напряжение на электромагнит электромеханическо преобразователя ЭМП сопло- заслонка Под действием электромагнитной силы заслонка 15 перемещается в крайнее положение и перекрывает правое или левое сопло 16. Работа ЭМП при поступлении напряжения на электромагнит согласована с работой ШЭД таким образом, чтобы при перемещении дросселирующего гидрораспределителя, от шагового электродвигателя, например вправо заслонка перекрывала . левое сопло и наоборот, влевоправое сопло. Перекрытие сопла вызывает увеличение давления в междроссельной камере одного сопла и падение давления в междроссельной камере другого сОпла. Междроссельные камеры соединены с камерами левой 9 и правой 8, и изменение давления в междроссельных камерах ЭМП вызывает перепад давления на торцах распределителя, что приводит к возникновению добавочного усилия

на перестановку последнего.

Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого привода заключается в существенном повышении точности позиционирования и как следствие этого, расширении области применения систем с цифровым управлнием.

Формула изрбретения

Цифровой электрогидравлический привод, содержащий последовательно соединенные электронный коммутатор, шаговый электрический двигатель, кинематическук передачу, дросселирующий гидрораспределитель золотникового типа и поршень, установленный в гидроцилиндре, полости которого соединены с гидрораспределител и в корпусе которого размещена кинематическая передача, о т л и- . чающийс я тем, что, с целью улучшения динамических xapai 5, /4613 тпристик, он содержит электрогидравлический преобразователь, входы которого соединены с электронным коммутатором, выходы - с торцовыми камерами гидрораспределителя, а кинематическая передача выполнена 5 в виде самотормозящейся червячиой пары.

(TL Источники информации, принятые во виимание при экспертиз.: 1 сосонкин В, Л. дискретная гидроавтоматика. М. , Мшпиностроеиие 1972, с. .43. 2.дискретное управление элекгро гидравлическим приводом. М., J , 1975, с. 21.