SU1134810A1 - Гидравлический привод - Google Patents

Abstract

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД, содержащий насос, сливной бак, исполнительный гидродвигатель с рабочими полост ми , св занными с насосом и сливным баком напорной и сливной гидролини ми через реверсивный гидрораспределитель, обратный клапан, установленный в напорной гидролинии , мультипликатор с рабочей полостью, подключенной к канатной гидролинии между обратным клапаном и реверсивным гидрораспределителем , и управл ющей полостью, распредел-ительный гидроагрегат с торцовыми управл ющими полост ми, через который управл юща  полость мультипликатора соединена с насосом и сливным баком, командный двухлинейный гидрораспределитель , подключенный к сливному баку и к одной из торцовых управл ющих полостей распределительного гидроагрегата, котора , как и управл юща  полость мультипликатора , выполнена в виде гидроцилиндра с порщнем , поршневой и посто нно соединенной со сливным баком щтоковой полост ми, причем две линии распределительного гидроагрегата подключены к насосу, две - к сливному баку, одна непосредственно, друга  через командный гидрораспределитель , и две - к реверсивному гидрораспределителю , отличающийс  тем, что, с целью повыщени  быстродействи  и улучшени  динамических характеристик, он снабжен дросселем, установленным в гидролинии, соедин ющей порщневую полость управлени  распределительного гидроагрегата с i командным гидрораспределителем, а распределительный гидроагрегат выполнен в виде (Л двух отдельных золотников с гидроуправлением , одна из которых (трехлинейный) св зывает со сливным баком и насосом управл ющую полость мультипликатора, а другой (четырехлинейный) св зывает рабочие полости исполнительного гидродвигател  друг с другом, причем полости управлени  трехлинейного золотника подключены по обе стороны дроссел . 00 00

Description

Изобретение относитс  к гидравлическим исполнительным устройствам и может использоватьс  в различных област х промышленности и народного хоз йства, где требуетс  управление большой инерционной нагрузкой при использовании насоса посто нной производительности ограниченной мош,ности, обеспечение инвариантности по отношению к внешней нагрузке, высокие динамические показатели и высокий КПД.

Известен гидравлический привод, содержащий насос, сливной бак, исполнительный гидродвигатель с рабочими полост ми, св занными с насосом и сливным баком напорной и сливной гидролини ми через реверсивный гидрораспределитель, обратный кла-, пан, установленный в напорной гидролинии, мультипликатор с рабочей , полостью, подключенной к напорной гидролинии между обратным клапаном и реверсивным гидрораспределителем , и управл юш,ей полостью, распределительный гидроагрегат с торцевыми управл ющими полост ми, через который управл юш.а  полость мультипликатора соединена с насосом и сливным баком, командный двухлинейный гидрораспределитель , подключенный к сливному баку и одной из торцовь1х управл ющих полостей распределительного гидроагрегата, котора , как и управл юща  полость мультипликатора, выполнена в виде гидроцилиндра с поршнем, поршневой и посто нной соединенной со сливным баком штоковой полост ми, причем две линии распределительного гидроагрегата подключены к насосу, две к сливному баку, одна непосредственно, друга  через командный гидрораспределитель, и две линии - к реверсивному гидрораспределителю 1.

Недостатками известного гидропривода низкое быстродействие, низкое динамическое качество, ограниченные функциональные возможности и технологическа  сложность изготовлени  четырехщелевого золотника . Низкое быстродействие обусловлено поздним подключением мультипликатора (при достижении распределительным золотником определенной величины перемещени  ZTP) . Низкое динамическое качество вызвано поздним выключением мультипликатора (при обратном ходе золотника, когда перерегулирование скорости исполнительного органа достигает значительной величины). Диапазон задаваемых скоростей ограничен поскольку установившеес  перемещение золотника Zо.должно быть .

Цель изобретени  - повыщение быстродействи  и улучшение динамических характеристик .

Указанна  цель достигаетс  тем, что гидравлический привод, содержащий насос, сливной бак, исполнительный гидродвигатель с рабочими полост ми, св занными с насосом и сливным баком напорной и слив- ной гидролини ми через реверсивный гидрораспределитель , обратный клапан, установленный в напорной гидролинии, мультипликатор с рабочей полостью, подключенной к напорной гидролинии между обратным клапаном и реверсивным гидрораспределителем , и управл ющей полостью, распределительный гидроагрегат с торцовыми управл ющими полост ми, через который управл юща  полость мультипликатора соединена с насосом и сливным баком, командный двухлинейный гидрораспределитель, подключенный к сливному баку и одной из торцовых управл ющих полостей распределительного гидроагрегата, котора , как и управл юща  полость мультипликатора, выполнена в виде гидроцилиндра с поршнем, поршневой и посто нно соединенной со сливным баком штоковой полост ми, причем две линии распределительного гидроагрегата подключены к насосу, две - к сливному баку: одна непосредственно, друга  через командный гидрораспределитель, и две - к реверсивному гидрораспределителю, снабжен дросселем, установленным в гидролинии, соедин ющей поршневую полость управлени  распределительного гидроагрегата с командным гидрораспределителем, а распределительный гидроагрегат выполнен в виде двух- отдельных золотников с гидроуправлением , один из которых (трехлинейный) св зывает со сливным баком и насосом управл ющую полость мультипликатора, а другой (четырехлинейный) рабочие полости исполнительного гидродвигател , причем полости управлени  трехлинейного золотника подключены по обе стороны дроссел .

На фиг. 1 представлена схема гидравлического привода; на фиг. 2 - график перемещени  (х) управл ющ,его гидрораспределител  от времени (tjj на фиг. 3 - график перемещени  распределительного золотника от времени (t)j на фиг. 4 - график из.менени  скорости (у) исполнительных органов от времени ( на фиг. 5 - график изменени  скорости (z) распределительного золотника от времени (t)j на фиг. 6 - график перемещени  клапана от времени (tjj на фиг. 7 -- график изменени  давлени  (Рн) в нагнетающей полости гидродвигател . Гидравлический привод, содержащий насос 1, сливной бак 2, исполнительный гидродвигатель 3 с рабочими полост ми 4 и 5, св занными с насосом 1 и сливным баком 2 напорной 6 и сливной 7 гидролини ми через реверсивный гидрораспределитель 8, обратный клапан 9, установленный в напорной гидролинии 6, мультипликатор 10 с рабочей полостью 11, подключенной к напорной гидролинии 6 между обратным клапаном 9 и реверсивным гидрораспределителем 8, и управл ющей полостью 12, распределительный гидроагрегат 13 с торцовыми управл ющими 5 полост ми 14 и 15, через который управл юща  полость 12 мультипликатора 10 соединена с насосом 1 и сливным баком 2, командный двухлинейный гидрораспределитель 16, подключенный к сливному баку 2 и торцовой управл ющей полости 14 распределительного гидроагрегата 13. Управл юща  полость 14 распределительного гидроагрегата 13 и управл юща  полость 12 мультипликатора 10 выполнены в виде гидроцилиндров 17 и 18 с порщн ми 19 и 20 соответственно и посто нно соединены со сливным баком 2 щтоковыми полост ми 21 и 22. Две линии 23 и 24 распределительного гидроагрегата 13 подключены к насосу 1, лини  25 св зана со сливным баком 2 непосредственно, лини  26 - через командньш гидрораспреде-литель 16, а две линии 27 и 28 соединены с реверсивным гидрораспределителем 8. Гидравлический привод снабжен дросселем 29, установленным .в гидролинии 30, соедин ющей поршневую полость 14 управлени  распределительного гидроагрегата 13 с командным гидрораспределителем 16. Распределительный гидроагрегат 13 выполнен в виде двух отдельных золотников 31 и 32 с полост ми 14, 15, 33 и 34 гидроуправлени . Золотник 32 - трехлинейный - св зывает со сливным баком 2 и насосом 1 управл ющую полость 12 мультипликатора 10, а золотник 31 - четырехлинейный - рабочие полости 4 и 5 исполнительного гидродвигател  3. Полости 33 и 34 управлени  трехлинейного золотника 32 подключены по обе стороны дроссел  29. Гидродвигатель 3 содержит исполнительный орган 35. В полости 34 управлени  золотника 32 расположена пружина 36. Рабочим органом мультипликатора 10  вл етс  плунжер 37, а рабочими органами золотников 31 и 32  вл ютс  плунжеры 38 и 39 соответственно. Гидропривод снабжен гидроаккумул тором 40 и предохранительным клапаном 41. Гидравлический привод работает следующим образом. При подаче от командного гидрораспределител  16 командного сигнала (х), например в виде импульса (фиг. 2) давление Pj, напора насоса 1, подведенное к торцовой управл ющей полости 15 золотника 31, обеспечивает перемещение его совместно с поршнем 19 из исходного положени  вправо по схеме (фиг. 3). При этом рабочие полости 4 и 5 гидродвигател  3 подсоединены через гидрораспределитель 8 и обратный клапан 9 к напорной и сливной гидролини м 6 и 7, входные и выходные линии 23, 26, 27 и 28 золотника 31 к насосу 1 и через командный гидрораспределитель 16 к сливному баку 2. Происходит разгон исполнительного органа 35 и гидродвигател  3 (фиг. 4), причем с момента подачи команды управлени  и до попадани  поршн  19 на упор исходного состо ни  давление в порщневой полости 14 и, соответственно, перед командным гидрораспределителем 16 (за вычетом перепада давлени  на дросселе 29, который выбираетс  минимальным из расчета преодолени  сил трени  и сжати  пружины 36 золотника 32) будет посто нным и определ етс  давлением РО и соотношением .орцовых площадей полостей 14 и 15 управлени . Поскольку разность AQ) между заданным (командным гидрораспределителем 16) расходом (Qo) и расходом (Q)- вытесн емым из сливной полости 5 гидродвигател  3AQ ) (до момента времени на фиг. 3-7), золотник 31 совместно с поршнем 19 движетс  вправо. При этом расход Рд дополн етс  до заданного (Qo) рас.чодом вытесн емым из порщневой полости 14 через дроссель 29, обеспечива  увеличение площадей каналовзолотника 31. Перепад давлени  на дросселе 29 (лРд) максимален в первый момент подачи командного сигнала когда разность расхода (uQ) максимальна и, соответственно, максимальна скорость перемещени  (Z) поршн  19. Образованный таким образом перепад давлени  (АРд), подведенный в управл ющие полости 33 и 34 золотника 32, обуславливает изменение (/-) его позиции (фиг. 6) и подсоединение управл ющей полости 12 мультипликатора 10 к насосу 1. Плунжер 37 мультипликатора 10, перемеща сь, обеспечивает в своей рабочей полости 11 и нагнетающей полости 4 гидродвигател  3 повыщение давлени  Рн (фиг. 7) Разгон гидродвигател  3 происходит при максимальной разгон ющей силе. При подходе исполнительного органа 35 к заданной скорости (. на фиг. 4 расход (Рд) увеличиваетс  до Qfl Qo, обуславлива  останов плунжера 38 золотника 31 и порщн  19 (фиг. 3) и, соответственно, обнуление их скоростей (фиг. 5, t tij. При этом . Силова  пружина 36 обеспечивает установку плунжера 39 золотника 32 в исходное состо  1ие (фиг. 6) и подсоединение управл ющей полости 12 мультипликатора к сливному баку 2, Давление в нагнетающей полости 4 гидродвигател  3 начинает падать. Возросший в этот минимальный промежуток времени расход рабочей жидкости (на величину, определ емую скоростью перемещени  плунжера 37 мультипликатора 10 и поперечным сечением рабочей полости 11 мультипликатора 10) обеспечиваетс  насосом 1 совместно с гидроаккумул тором 40. Максимальна  разгон юща  сила и максимальные площади проходных каналов золотника обеспечивают при () некоторое перерегулирование скорост гидродвигател  3 (фиг. 4). При этом разность расхода (др)становитс  меньше О и плунжер 38 золотника 31 вместе с поршнем 19 начинает движение в обратном направлении, обусловлива  уменьшение площадей проходных каналов золотника 31 и торможение исполнительного органа 35 гидродвигател  3.

Создаваемый при этом перепад давлени  на дросселе 29 обусловливает направление силы, действующей на золотник 32. совпадающее с направлением силы действи  пружины 36.

При установившемс  состо нии (когда ) плунжер 38 золотника 31 занимает положение Zo, соответствующее равенству всех сил, действующих на исполнительный орган 35 гидродвигател  3.

Стабилизаци  скорости исполнительного органа 35, т. е. обеспечение инвариантности гидропривода к внешним нагрузкам, происходит аналогичным образом. При отклонении скорости исполнительного органа 35 в ту или иную сторону, в том числе и по причине изменени  внешней нагрузки, по вл етс  сигнал (AQi OJ который обуславливает соответствующее перемещение плунжера 38 золотника 35 (с поршнем 19) и приведение системы в установившеес  состо ние При этом значительное уменьшение скорости относительно заданной и по вление соответствующей скорости поршн  19 ) () приводит к переключению золотника 32 и форсированному восстановлению скорости исполнительного органа 35.

Величина скорости Z регулируетс  площадью проходного сечени  дроссел  29 и зат жкой силовой пружины 36.

Таким образом, предлагаема  разв зка каналов управлени  мультипликатора от регулирующего.,золотника и управление им от сигнала, пропорционального скорости последнего, позвол ет сместить момент включени  мультипликатора к моменту подачи командного сигнала, а .момент выключени  (регулируемый) - к .моменту достижени  исполнительным органом заданной скорости. Такое управление движущей исполнительный орган силой  вл етс  наиболее рациональным . Оно обусловливает повышение быстродействи  схемы, улучшение ее динамических свойств. Кроме того, уменьшение вдвое количества дросселирующих ;ромок регулирующего золотника значительно снижает технологические требовани  к его изготовлению (изготовление двухпозиционного клапана не представл ет технологических трудностей). Поскольку диапазон задаваемых скоростей исполнительного органа определ етс  лишь максимальным смещением регулирующего золотника, сн ты его ограничени .

Claims (1)

1. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД, содержащий насос, сливной бак, исполнительный гидродвигатель с рабочими полостями, связанными с насосом и сливным баком напорной и сливной гидролиниями через реверсивный гидрораспределитель, обратный клапан, установленный в напорной гидролинии, мультипликатор с рабочей полостью, подключенной к канатной гидролинии между обратным клапаном и реверсивным гидрораспределителем, и управляющей полостью, распределительный гидроагрегат с торцовыми управляющими полостями, через который управляющая полость мультипликатора соединена с насосом и сливным баком, командный двухлинейный гидрораспределитель, подключенный к сливному баку и к одной из торцовых управляющих полостей распределительного гидроагрегата, которая, как и управляющая полость мультипликатора, выполнена в виде гидроцилиндра с поршнем, поршневой и постоянно соединенной со сливным баком штоковой полостями.

   причем две линии распределительного гидроагрегата подключены к насосу, две — к сливному баку, одна непосредственно, другая через командный гидрораспределитель, и две — к реверсивному гидрораспределителю, отличающийся тем,, что, с целью повышения быстродействия и улучшения динамических характеристик, он снабжен дросселем, установленным в гидролинии, соединяющей поршневую полость управления распределительного гидроагрегата с командным гидрораспределителем, а распределительный гидроагрегат выполнен в виде двух отдельных золотников с гидроуправлением, одна из которых (трехлинейный) связывает со сливным баком и насосом управляющую полость мультипликатора, а другой (четырехлинейный) связывает рабочие полости исполнительного гидродвигателя друг с другом, причем полости управления трехлинейного золотника подключены по обе стороны дросселя.