Регулятор скорости гидродвигателя Советский патент 1981 года по МПК F04B49/00 G05D7/01 

(54) РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ ГИДРОДВИГАТЕЛЯ

I

Изобретение относится к устройствам регулирования скорости гидродвигателей и может быть использовано в гидроприводах различного назначения, например в гидроприводах подач металлорежущих станков.

Известен регулятор скорости гидродвигателя, содержащий однокромочный сервозолотник, рабочее окно которого последовательно включено в сливную магистраль между гидродвигателем и регулируемым дроссельным элементом, и постоянный дроссельный элемент, включенный в напорную магистраль параллельно гидродвигателю 1.

Недостатком этого регулятора является низкий КПД обусловленный тем, что при малых скоростях движения гидродвигателя некоторый ббъем рабочей жидкости при этом сбрасывается в сливную магистраль, часть энергии приводного двигателя превращается в тепло, идущее на нагрев рабочей жидкости.

Известен также регулятор скорости гидродвигателя, содержащий насос переменной производительности с управляющим органом, однокромочный сервозолотник с торцовой полостью управления, рабочее окно которого последовательно включено в сливную

магистраль между гидродвигателем и регулируемым дроссельным элементом, два постоянных дроссельных элемента, включенных в напорную магистраль параллельно гидродвигателю, связанную с торцевой полостью управления сервозолотника после первого дроссельного элемента и со сливом - после вториого 2.

Недостатком этого регулятора является низкий КПД из-за непроизводительного расхода рабочей жидкости при малых скоростях движения гидродвигателя и зависимость ве10личины входного давления от скорости движения гидродвигателя, обусловленная наличием дроссельных элементов в напорной и сливной магистралях, которые необходимо перенастраивать для обеспечения требуемого S усилия гидродвигателя при различных скоростях его движения.

Цель изобретения - повышение КПД и обеспечение независимости величины входного давления от скорости движения гидродвигателя.

20

Цель достигается тем, что регулятор снабжен блоком регулирования производительности насоса, содержащим насос постоянной производительности, гидравлический мост с устройством типа «сопло-заслонка, гидроцилиндр и сервоцилиндры, связанные с управляющим органом насоса переменной производительности , причем заслонка с одной стороны подпружинена, а с противоположной взаимодействует с плунжером гидроцилиндра, внутренняя полость которого подключена к напорной магистрали между постоянными дроссельными элементами. На чертеже представлено предлагаемое устройство. Регулятор скорости гидродвигателя содержит насос переменной производительности 1 (например насос аксиально-порщневого типа) с управляющим органом 2, однокромочный сервозолотник 3 с торцевой полостью управления 4, рабочее окно 5 сервозолотника 3 последовательно включено в сливную магистраль 6 между гидродвигателем 7 и регулируемым дроссельным элементом 8. Постоянные дроссельные элементы 9 и 10 включены в напорную магистраль 11 параллельно гидродвигателю 7, причем напорная магистраль 11 связана с торцевой полостью управления 4 сервозолотника 3 после дроссельного элемента 9 магистралью 12, а после дроссельного элемента 10 со сливом (сливным баком 13)-магистралью 14. Регулятор снабжен блоком регулирования 15. Блок 15 предназначен для регулирования производительности насоса 1 и содержит насос постоянной производительности 16, гидравлический мост 17 с устройством 8 типа «сопло-заслонка, гидроцилиндр 19 и сервоцилиндры 20 и 21. Сервоцилиндры 20 и 21 связаны с управляющим органом 2 насоса 1 переменной производительности. З-аслонка ,22 с одной стороны поджата пружиной 23, а с противоположной взаимодействует с плунжером 24 гидроцилиндра 19, внутренняя полость 25 которого подключена к напорной магистрали 11 между постоянными дроссельнь ми элементами 9 и 10 магистралью 26. Гидродвигатель 7 может быть выполнен, например в виде силового цилиндра с полостями 27 и 28, шток 29 которого соединен с рабочим органом станка или машины (не показаны). Поршневая полость 27 гидродвигателя 7 соединена с сервозолотником 3 при помощи магистрали 30, а штоковая (рабочая) полость 28 гидродвигателя 7 сообщена с напорной магистралью 11 линией 31. Гидравлический мост 17 выполнен в виде двух переменных дросселей в виде сопел 32 и 33 и заслонки 22 между ними, а также двух постоянных дросселей 34 и 35. Сервоцилиндры 20 и 21 связаны с управляющим органом 2 соответствующими поршнями 36 и 37. Порщневые полости 38 и 39 сервоцилиндров 20 и 21 подсоединены к диагонали гидравлического моста 17 и гидролиниями 40 и 41. Насос 1 переменной производительности снабжен линией подпитки 42 с предохранительным клапаном 43. Регулятор скорости работает следующим образом. При установивщемся режиме весь расход насоса 1 поступает в гидродвигатель 7, а предохранительный клапан 43 закрыт. Скорость движения щтока 29 и, соответственно, производительность насоса 1 настраивается изменением регулировки изменением регулировки дросселя 8. Давление в полости 28 гидродвигателя 7 устанавливается при помощи пружины 23, усилие поджатия которой сравнивается с силой воздействия плунжера 24. Положение заслонки 22 регулируется таким образом, чтобы расстояние ее между соплами 32 и 33 было одинаковым. В этом случае давления в полостях 38 и 39 сервоцилиндров 20 и 21 равны, и поршни 36 и 37 удерживают управляющий орган 2 насоса 1 в среднем положении. Противодавление в полости 27 определяется сопротивлением рабочего окна 5 серйозолотника 3, при этом расход жидкости через дроссель 8 пропорционален скорости движения щтока 29. Площадь рабочего окна 5 сервозолотника 3 соответствует скорости движения щтока 29 (рабочего органа станка), которая не зависит от нагурзки преодолеваемой гидродвигателем 7. При изменении внещней нагрузки , преодолеваемой гидродвигателем 7, например при ее возрастании, происходит уменьшение скорости движения штока 29, и расход жидкости, вытесняемой из полости 27, уменьшается, а расход жидкости проходящей через дроссель 10, увеличивается, что приводит к уменьщению давления на щели (окна) 5 и увеличению давления в полости 4 сервозолотника 3. Сервозолотник 3 начинает двигаться влево, увеличивая площадь рабочего окна 5 и уменьщая его сопротивление, компенсируя при этом увеличение внешней нагрузки. При достиже НИИ первоначальной скорости движения щтока 29 сервозолотник 3 устанавливается в новом равновесном положении. При уменьшении нагрузки сервозолотник 3 двигается вправо, уменьшая рабочее окно 5 и увеличивая сопротивление проходу рабочей жидкости до тех пор, пока давление в полости 27 не увеличится настолько, что компенсирует изменение внешней нагрузки и восстановится первоначальная скорость движения штока 29. При кратковременных (высокочастотных) изменениях внешней нагрузки регулятор 15, представляющий более инерционную систему, чем сервозолотник 3, практически не влияет на автоматическое подцерживание заданной скорости движения штока 29. Таким образом, предлагаемый регулятор скорости обеспечивает производитель