Цифровой гидравлический привод Советский патент 1980 года по МПК F15B11/12 

(54) ЦИФРОВОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД

I

Изобретение относится к системам автоматического управления и регулирования.

Известен цифровой абсолютный гидропривод, управляемый в двоичном параллельном ходе, содержащий гидроцилнндр. дросселирующий гидрораспределитель, золотник которого перекрывает рабочие окна в гильзе, сообщенные с дешифратором.

Дешифратор сообщен с поршневой полостью гндроцилиндра, штоковая полость которого сообщена с напорной гидролини- ей И.

Недостатком такся о гидропривода является сложность конструкции, обусловленная наличием двухотсчетной системы управления и большим числом разрядов.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является цифровой комбинированный гидропривод, содержащий гидроцилиндр, дросселирующий гидрораспределитель, который имеет многопоясковый золотник с межпоясковыми Каме-

рами и гильзу с рабочими окнами, сообщенными с гидравлическ им дешифратором 2}.

Недостатками известного комбинированного гидропривода являются низкие КПД и жесткость нагрузочной характеристики, а также сложность ксжструкции. Низкий КПД обусловлен наличием непроизводительных потерь на нерегулируемом дросселе, установленном в напорной гидролинии. Низкая жесткость нагрузочной характеристики обусловлена тем, что дешифратор осуществляет регулирование только на сливной гидролинии. Таким образом, регулируемым является только одно плечо гидравлического моста, а следовательно, крутизна статических характеристик мала.

Сложность конструкции известного гидропривода заключается в наличии дополнительного двухпозиционного гидрораспределителя с управляющим электромагнитом, переключаемого одновременно 37 с золотником старшего разряда дешифратора. Целью изобрете ния является повышение КПД иулучшение статических харак теристик. Поставленная цель достигается тем, что между гильзой и золотником вьтолнены торцовые полости, сообщенные с гидроципиндром, к в золотнике выполнены каналы, каждый из которых сообщен с одной из торцовых полостей и с межпоясковыми камейами через одну. На чертеже представлена схема цифро вого гидропривода.,i Привод содержит гидроцилиндр 1 с поршнем 2, дросселирующий падрораст еделител 3 с многопоясковым золотником 4 и гильзой 5, Между гильзой 5 и золотником 4 вьшолнены торцовые полости 6 и 7, сообщенные гидролиниямй 8 и 9 с гидроцилиндром 1. В золотнике 4 вьтолненьг каналы 1О и 11, каждый из которых сообщен с одной из торцовых полостей и с межпоясковыми камерами 12 через одну. Так верхний канал 1О сообщен с правой торцовой полостью 7 и с первой и третьей слева межпоясковыми камерами 12, а канал 11с полостью 6 и со второй н четвертой слева камерами 12, Гильза 5 имеет рабочие окна 13, сообщенные с электрогидравлическим дешифратором 14. Последний содержит золотники 15, 16, 17 соответственно младшего, среднего и старшего разрядов, которые управляются электромагнитами 18. Дешифратор 14 сообщен с напорной и сливной гидролиниями. Золотник 4 жестко связан траверсой 19 и с поршнем 2, Гидропривод работает следующим образом. В исходном положении (как показано на чертеже) входной сигнал на электромагниты 18 отсутствует, что в параллельном двоичном коде записьшается при трех разрядах управления, как ООО. Золотники 15, 16 и 17 дешифратора 14 находятся в левом положении. Первое слева рабочее окно 13 гильзы 5 сообщено через дешифратор со сливной гидролинией, а пятое слева окно 13 сообщено с напорной гидролинией. , Указанные рабочие снсна 13 перекры ты поясками золотника 4, а следовател но, перекрыты гилролинии 8 и 9 и полости гидроцилин)1фа 1. Поршень 2 неподвижен. При подаче на вход сигнала ОО1 золотник 15 младшего разряда перемести 2 ся вправо. При этом со сливной гидролвнией соединится второе слева рабочее сншо 13, а с напорной гидролинией шестое слева сжно 13. В соответствии с этим со сливнсхб гидролинией соединится вторая слева межпоясковая камера 12 и через канал 11 левая торцовая полость 6, а вместе с ней через гидролинию 8 правая полость гидроцилиндра 1. С напорнсмй гищ)олинией соединяется третья слева межпоясковая камера, правая торцовая полость 7 (через шестое окно 13 и канал 1О в вместе с ней через гидролинию 9 левая полость гидроцилиндПоршень 2 будет перемещаться вправо, пока жестко соединенный с ним траверсой 19 золотник 4 своими поясками не перекроет второе и шестое слева рабочие окна 13. При дальнейшем увеличении входного сигнала соответственно 010,011, переключаются золотники 15 и 16 и со сливной и напорной гидролиниями будут последовательно соединяться Третье и седьмое окна 13, четвертое и восьмое. Поршень будет перемещаться вправо. При поступлении входного сигнала 1ОО золотники 15 и 16 займут левое положение, а золотник 17 старшего разряда правое положение. В соответствии с этим первое слева окно 13 соединится с напорной гидролинией, а пятое слева окно 13 со сливной гидролинией. Первая слева межпоясковая камера 12, а вместе с ней через канал 10 и торцовую полость 7 левак полость гидроцилиндра 1 соединяется с напорной гидролинией. Вторая слева межпоясковая камера 12, а вмеоте с ней через канал 11 и торцовую полость 6 правая nojiocTb гидроцнлинара 1 соединится со сливной гидролинией. Поршень будет снова перемещаться вправо. При дальнейшем увеличении сигнала 1О1, 11О,111,10ОО поршень будет перемещаться вправо. При входном сигнале 1000 на дешифратор, так как он имеет только три разряда, подается сигнал ООО, что соответ ствует первоначальному нулевому сигналу. Все золотники дешифратора устанавливаются вновь в левое положение. Но привод уже запомнил сигнал 1000, так как поршень переместился на величину этого сигнала вправо. При дальнейшем увеличении входного сигнала 1О01, 1010, что будет соответствовать сигнен лу на дешифратор О01,010 и т.д., поршень бупет продолжать смещаться вправо.

При уменьшении входного сигнала, , например, 1010,1001,1000, 0111,0110 0101 и т.д., что будет соответствовать сигналу на привод 010,001,000,111, -110,101, поршень бупет перемещаться влево, так как с напорной гидролинией в этом случае будет соединена правая полость гидроцилиндра 1, а со сливнойлевая.

Как ясно нз принципа действия комбинированного привода дешифратор повторяет свою работу через определенный цикл, т.е. при изменении сигнала от ООО до 111. Затем при дальнейшем увели 9гени сигнала цикл повторяется. После 111 идет снова ООО и так до Щ. Причем для того, чтобы привод не потерял информацию, необходимо, чтобы входной сигнал изменялся постепенно цикл за циклом.

Таким образом, цифровой комбинированный привод сочетает в себе особенности, как абсолютного привода (при изменении входного сигнала в пределах цикла), так и относительного (шагового) привода при изменении входного сигнала от цикла к циклу шаг за шагом ,

Так как входной сигнал на дешифратор поступает только с трех младших разрядов цифровой управляющей машины (ЦУМ) которая может иметь намного большее количество разрядов, чем привод, то сигнал ЦУМ при состоянии привода, показанном на чертеже, может быть равен и ЮОО и 10ООО и НООО и т.д.

Для того, чтобы при сигнале ЦУМ ООООО привод был в крайнем левом положении (что удобно для отсчета), необходимо, чтобы сигнал ЦУМ, соответствующий исходному состоянию, показанному на чертеже, был равен ЮОО.

Рассмотренньгй привод при трех разрядах управления имеет 24 позиции (в обычном абсолютном приводе позиций было бы только 8), причем количество по зиций может быть неограниченным, что значительно расш5фяет его функциональные возможности и область применения.

Предлагаемый комбинированный привод, по сравнению, с известным имеет более высокий КПД, лучшие статические характеристики, проще конструкцию.

Это обусловлено тем, что в предлагамом приводе нет непроизводительной потери энергии на нерегулируемых дросселях, что и обеспечивает более высокий КПД и большую крутизну статической характеристики, а также меньше двухпозиционных гидрораспределителей.

Все это обеспечивает большую производительность и точность оборудования, в котором используется гидропривод.

Формула изобретения

Цифровой гидравлический привод, содержащий гидроцилиндр -с полостями, дроселирующий гидрораспределитепь, состоящий из золотника с межпоясковыми каме.рами и гильзы с рабочими окнами, сооб;щенными с выходами электрогидравлического дешифратора, отл ичающийс я тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия и улучшения статических характеристик привода, в нем между гильзой и золотником выполнены торцовые полости, сообщенные с соответствующими полостями гидроцилиндра, а в золотнике, выполнены осевые каналы, каждый из которых соединен с одной из торцовых полостей и межпояоковыми камчами через одну.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Л

I t4f

I/-

Т

19

/

f jr f f/ ff ff- ffff- f f rj

fWfffff fffff

107

3r

J