SU792002A1 - Цифровой электрогидравлический привод - Google Patents

Description

t

Изобретение относитс  к электрогидравлическим приводам с цифровым электрическим управлением, представл ющим обширный класс дискретных исполнительных механизмов, примен ю- 5 щихс  в различных системах автоматического управлени  (СДУ). Одним из направлений  вл етс  создание дискретного электрогидравлического привода к цифровым САУ, состо щего 10 из шагового электродвигател  (ШЭД), дросселирующего гидрораспределител  (ДГР) гидроцилиндра и механических обратных св зей, которые в совокупности составл ют след щий ли- |5 нейный гидропривод с механической обратной св зью.

Известна электрогидравлическа  след ща  система с гидромеханическим волнообразователем в пр мой це- 20 пи управлени , что позвол ет исключить вли ние энергии быстровращающихс  частей двигател  и распределительного устройства 1 .

Наиболее близким техническим ре- 25 шением к данному  вл етс  цифровой электрогидравлический привод, содержащий шаговый электродвигатель (ИВД), соединенный с каналом управлени  и гидромеханическим усилителем мощ- 30

ности, выполненным, например, в виде волнового редуктора со струйной трубой, дроссельный гидрораспределитель (ДГР) золотникового типа, св занный через передачу винт-гайка с гидромеханическим усилителем мощности и гидравлически - с линейным гидродвигателем, шток которого св зан с рычагом обратной св зи 12J,

В таком приводе имеетс  люфт в цепи механической обратной св зи, который приводит к уменьшению устойчивой работы привода при инерционной нагрузке.

При компановке такого привода необходимо получить требуемое усилие на перестановку дросселирующего гидрораспределител  либо за счет увеличени  передаточного отношени  в кинематических св з х, установленных между валом ШЭД и ДГР, либо за счет увеличени  выходной мощности ШЭД. В очередь, увеличение передаточного отношени  в кинематических передачах приведет к уменьшению добротности привода по скорости при фиксированной частоте приемистости дл  данного типа ШЭД. Увели- . чение перестановочного усили  за счет увеличени  выходной мощности

ШЭД не всегда представл етс  возможным из-за р да ограничений.

Цель изобретени  состоит в улучшении динамических характеристик за счет значительного увеличени  перестановочного усили  на ДГР-след щего линейного гидропривода с механической обратной св зью и в повышении точности позиционировани .

Сущность изобретени  состоит в том, что в нем рычаг обратной св зи св зан с винтом передачи винтгайка .

При этом вал ШЭД полностью разгружен и только отрабатывает заданный угол Оез нагрузки, который строго отрабатываетс  волновым редуктором с учетом коэффициента передачи . Крут щий момент, создаваемый ВОЛНОВЫМ зубчатым редуктором, реализуетс  за счет динамики струй жидкости, вытекаемых из сопел под давлением, равннм давлению в напорной гидролинии, и за счет редукции волнового редуктора. Позицию поворота волнового редуктора задает ШЭД котора  затем трансформируетс  в линейное перемещение парой винтгайка .

На чертеже изображена схема цифрового , электрогидравлического привода , состо щего из следующих деталей и узлов: 1 - корпус след щего линейного гидропривода; 2 шаговый электродвигатель (ШЭД); 3 - электронный коммутатор (ЭК) , формирующий сигнал в канал управлени  ШЭД; 4 - цифрова  управл юща  машина (ЦУМ) или ЭВМ, микропроцессор; 5 - поршень линейного гидродвигател -силового гидроцилиндра со штоками, расположенными по обе сторны поршн ; 6 - дроссельный гидрораспределитель , 4-х кромочный, золотникового типа (ДГР); 7 - гидролини , соедин юща  правую полость след щего Линейного гидропривода с ДГр; 8 - гидролини , соедин юща  левую полость след щего линейного гидропривода с ДГР; 9 - струйна  трубка с двум  соплами (генератор волн); 10 - деформируемое ведомое зубчатое колесо волнового редуктора; 11 - неподвижное зубчатое колесо волнового редуктора; 10 и 11 - в совокупности составл ют волновой зубчатый редуктор; 12 - права  полость силового гидроцилиндра; 13 - лева  полость силового гидроцилиндра; 14 рычаг (механичес1 ой) обратной св зи след щего линейного гидропривода; 15 - винт; 16 - поршень со штоком, содержащий гайку;(15 и 16 - в.совокупности сс-ставл ют передачу винтгайка ); Рн и PC - подсоединение соответственно напорной и сливной гидролинии к приводу.

Цифровой электрогидравлический привод состоит из ШЭД 2, который

через муфту жестко соединен со струной трубкой-9, имеющей два сопла, расположенные в одной плоскости под углом -180°. Струйна  трубка помещена в корпусе след щего линейног гидропривода 1 в подшипниках скольжни  и через внутренние каналы соединена с напорной гидролинией Рн. Струйна  трубка имеет возможность вращатьс  в корпусе гидропривода в подшипниках скольжени , которые одновременно  вл ютс  и уплотн ющими устройствами. Струйна  трубка находитс  внутри ведомого зубчатого колеса 10 волнового редуктора с небольшим зазором между соплами и последним. Под действием силы ведомое зубчатое колесо может деформироватьс  и находитьс  в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом 11. Ведомое зубчатое колесо имеет число зубьев 2 , а неподвижное колесо число зубьев 2+1, а в совокупности они составл ют волновой зубчатый редуктор. Ведомое зубчатое колесо жестко соединено с винтом 15, наход щимс  в зацеплении с гайкой , котора  помещена в поршне со штоком 16. Винт 15 имеет возможност входить в шток. Винт и поршень со штоком, содержащим гайку, в совокупности составл ют кинематическую пару винт-гайка , котора  преобразовывает вращательное движение винта в возвратно-поступательное движедние поршн  со штоком. Поршень через шток шарнирно св зан с рычагом механической обратной св зи след щего линейного гидропривода. В корпусе 1 гидропривода помещен дроссельный гидрораспределитель 6, к которому подвод тс  две гидролинии - Напорна  Рн и сливна  Рс. От ДГР отход т две гидролинии 7 и 8 , которые соедин ют соответственно правую 12 и левую 13 полости гидропривода . В корпусе 1 гидропривода помещен поршень со штоками 5, расположенными по обе стороны поршн . Корпус 1 и поршень со штоками 5 образуют силовой гидроцилиндр с двухсторонним штоком. ДГР шарнирно св зан с рычагом механической обратной св зи,,который в свою очередь также шарнирно св зан со штоком поршн  5. ДГР, гидроцилиндр и рычажна  механическа  обратна  св зь в совокупности составл ют след щий линейный гидропривод. Электронный бло управлени  формирующий сигналы на ШЭД, состоит из цифровой управл ющей машины 4 и электронного коммутатора 3 .

Цифровой электрогидравлический привод работает следующим образом.

Управл ющие импульсы с ЦУМ 4 поступают на электронный коммутатор 3, который формирует алгоритм управлени  на ШЭД 2. При получении команды с электронного коммутатора ШЭД поворачиваетс  на определенный угол по часовой или против часовой стрелки согласно команде, при этом он поворачивает через муфту струйную трубку с двум  соплами, к которой подводитс  жидкость от напорной гидролинии. Жидкость, вытека  из сопел струйной трубки, действует на ведомое эубчатое колесо, которое под действием сил от струй деформируетс  и, наход сь в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом, перемещаетс  на определенный угол. Жидкость , вытека  из сопел и воздейству  на ведомое зубчатое колесо, затем отводитс  из полости волнового редуктора в сливную гидролинию. Струйна  трубка с соплами  вл етс  генератором волн. Ведомое зубчатое колесо с поворотом струйной трубки также проворачиваетс  на определенный угол с учетом коэффициента передачи,волнового зубчатого редуктора . Ведомое зубчатое колесо проворачивает винт 15, установленный в подшипнике качени , через жесткое закрепление. Поворот винта вызывает поступательное перемещение поршн  со штоком 16. Перемещение поршн  через шток вызывает перемещение рычага 14 механической обратной св зи след щего линейного гидропри .вода. Рычаг обратной св зи перемещаетс  относительно закреплени  его в штоке детали 5. При перемещении рычага относительно точки закреплени  в штоке детали 5 произойдет смещение дроссельного гидрюраспределител  б относительно его нейтральног положени , что вызовет соединение полостей 12 и 13 с напорной и сливн гидролини ми через внутренние гидролинии 7 и 8. Соединение полостей 12 и 13 с напорной и сливной гидролинией соответственно будет зависет от перемещени  рычага обратной св зи по часовой или против часовой стрелки, что вызовет перепад давлени  на поршне 16 и перемещение последнего . Перемещение поршн  5 вызовет перемещение точки закреплени  рычага обратной св зи на штоке детали 5 уже относительно его закреплени  с деталью 16 и, в свою очеред приведет к возврату ДГР в нейтральное положение. Возврат ДГР в нейтральное положение приведет к перекрытию гидролиний 7 и 8, соедин ющих правую и левую полости гидропривода, и к остановке поршн  5, Следовательно , поворот вала ШЭД на определенный угол вызовет строгое определенное перемещение штока след щего гидропривода .

Технико-экономическа  эффективность предлагаемого привода состоит в увеличении Добротности, так как вал ШЭД не нагружен никаки0 ми силами. При компановке дискретного электрогидравлического линейного привода, состо щего из ШЭД,ДГР, представл ющего 4-х кромочный золотник , гидроцилиндра, в совокупнос5 ти представл ющие след щий линейный гидропривод с рычажной механической обратной св зью отсутствуют люфтовые соединеЕШ  в виде винтгайка , рейка-шестерн  и т.д. в

0 цепи обратной св зи и не приходитс  решать вопроса в выборе требуемого усили  на ДГР за счет скорости перемещени  последнего.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР по за вке 2152475/18-24,

кл. F 15 В 1J/12, 1965.

2. Дискретное управление электрогидравлическим приводом под ред.

Г. Н. Посохина, М, Энерги , 1975, с.21 (прототип).

А-А