Обратимая следящая система

(19) ОЮЗ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИНа ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИД церков-.нко рстогоституромыш о СССР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) Ю. М. Барац, А, А. Белоский, Ю. П, Жуков, П. И, Котеи О. М. Немев (71) Донецкое отделение Госудвенного проектно-конструкторси научно-исследовательского ита по автоматизации угольнойленности "Гипроуглеавтоматиза (53) 621-525(088.8)(54)(57) ОБРАТИМАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМАпо авт. св. 9 935874, о х л и ч аю щ а я с я, тем, что, с целью повыщения надежности путем обеспечения,безопасности работы оператора, онаснабжена двумя гидроаккумуляторами,рабочая полость каждого из которыхсообщена с порщневыми полостями первых гидроцилиндров гидропривода задающего вала двумя линиями связи,в одной из которых установлены регулируемый дросссель и первый обратный клапан, а в другой - второй обратный клапан, причем вюход первогои вход второго обратных клапанов со-,единены с указанными пораяевыми полостями первых гидроцилиндров.Изобретение относится к средстваммеханизации и может быть использовано в манипуляторах.По основному авт. св. 9 935874известна обратимая следящая система,содержащая задающий и исполнительный 5валы, два пары гидроприводов, усилители и блок сравнения, каждый гидропривод содержит два однополостныхгидроцилиндра, поршневые. полости которых соединены между собой, штокипервых гидроцилиндров каждой парыгидроприводов кинематически соединены с задающим и исполнительнымвалами, а блок сравнения состоит из двухприводов и вала, кинематически связанного с тремя рейками, противоположные концы двух из которыхжестко соединены со штоками вторых гидроцилиндров каждой пары гидроприводов,а каждый из противоположных концовтретьей рейки жестко соединен соштоком соответствующего привода, причем вход каждого иэ усилителей соединен с поршневыми полостями первыхгидроцилиндров гидропривода задающеговала, а выход - с входом соответст- .25вующего привода 1,Однако при использовании обратимойследящей системы в дистанционных копирующих манипуляторах возможны ситуации, когда на исполнительном валу 30следящей системы возникает очень боль"шая.нагрузка, которая с помощью жесткой гидромеханической 1 связи передается на задающий вал, жестко связан-ный с рукой оператора. это может привес- З 5ти к травмированию оператора, т.е. известная обратимая следящая система необеспечивает защиту оператора откритических нагрузок на исполнительном органе манипулятора. 40Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечениябезопасности работы оператора.. Указанная цель достигается тем,что обратимая следящая система снабжена двумя гидроаккумуляторами, рабочая полость каждого из которых сообщена споршневыми полостями первыхгидроцилиндров гидропривода задающего вала двумя линиями связи., в одной из которых установлены регулируемый дроссель и первый обратный,клапан, а в другой - второй обратныйклапан, причем выход первого и входвторого обратных клапанов соединены с указанными поршневыми полостями первых гидроцилиндров.На чертеже приведена схема обратияай следящей системы, вариант выпол-,нения гидроаккумулятора с подпружиненным поршнем. 60Возможно применение других известных углов, например, эадатчиков.давления, с помощью которых поддержи.вается постоянное давление в нерабочей полости аккумулятора. 65 Система состоит иэ задающего 1и исполнительного 2 валов, кинематически связанных с однсполостнымигидроцилиндрами 3 -б, которь 1 е попарно соединены с гидроцилнндрами 7-10,Гидроцилиндры 3 и 4 (первые гидроцилиндры), 7 и 8 образуют две парыгидроприводов задающего вала, гидроцилиндры б и 5 (первые гидроцилиндры), 9 иф 10 - двепары гидроприводов исполнительного вала.Система содержит также блок 11сравнения, состоящий из вала 12,с которым связаны три рейки 13-15.и приводов 16 и 17 Входы усилителей 18 и 19 соединены с поршневымиполостями гидроцилиндров задающеговала, а выходы - с входами приводов16 и 17. Противоположные концы рейки 15 соединены со штоками пневмо-.приводов 16 и 17, а противоположныеконцы реек 13 и, 14 жестко связанысо штоками гидроцилиндрами 7-10.Задающая часть обратимой следящей системы снабжена двумя гидроаккумуляторами 20 и 21, Рабочая полость гидроаккумулятора 20 соединена с поршневыми полостями гидроцилиндров 4 и. 8 двумя линиями связи,в одну иэ которых включены последовательно соединенные регулируемыйдроссель 22 и первый обратный клапан 23, а в другую - второй обратныйклапан 24, причем выход второго обратного клапана соединен с поршневыми полостями гидроцилиндров 4 й 8,а вход - с рабочей полостью гидро,:аккумулятора 20. Аналогично включенгидроаккумулятор 21 через регулируемый дроссель 25, первый. обратныйклапан 26 и второй обратный клапан 27Гидроаккумуляторы 20 и 21 выполнены так, что при нормальной работесистемы поршень гидроаккумулятора.прижат к его торцу первоначально сжатой пружиной, жидкость в гидроаккумуляторе отсутствует, а его начальный объем практически равен нулю.При давлениях в задающем трубопроводе, меньших критического, поршни надежно прижаты к торцам гидроаккумуляторов и их началЬные объемыпрактически нулевые.Обратные клапаны 23, 24, 26 и 27настроены на срабатывание по маломуперепаду, т.е, при малейшем превышении давления на выходе, по сравнению с давлением на входе, каждый изних открывается,Обратные клапаны 24 и 27 при нормальной работе системы открыты практически все аремя. Однако 1 жидкостьиз полостей трубопроводов задающегооргана не поступает в гидроаккумуляторы, так как ее давление не можетсдвинуть подпружиненные поршни, Еслиже давление жидкости в каком-либоиз задающих трубопроводов превысит1043590 50 Составитель Н. ЛанинРедактор Н, Бобкова Техред И.Метелева Корректор,А. Зимокосов Заказ 7335/49 Тираж 874 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Я, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 величину Р, то жидкость сдвигаетпоршень, который отходит от торцасоответствующего гидроаккумулятораи начинает еще сильнее сжимать пружину, объем гидроаккумулятора, заполненный рабочей жидкостью из эадающего трубопровода, увеличивается.При этом за счет пружины возрастаетдавление в гидроаккумуляторе. Жид-.:кость пружины выбирают так, чтопри полном заполнениигидроаккумулятора давление в его полости (изначит в полости задающего трубопровода) составляет (1,1-1,2) Р т,е.еще безопасно для оператора.Если давление в задающем трубопроводе меньше, чем давление в гидроаккумуляторах, обратные клапаны24 и 27 закрываются, а клапаны 23и 26 открываются, й начинается обратный регулируемыйпереток рабочей жидкости из гидроаккумуляторов в задающие трубопроводы через дроссели 22и 25,Система работает следующим образом, .Пусть к задающему валу 1 приложеймомент силы по часовой стрелке, тогда под его действием давление подпоршнем в гидроцилиндре 4 возраста- .ет и, поскольку жидкость в гидролинии несжимаема, со стороны штока 30гидроцилиндра 8. на вал 12 действуетнекоторая сила (стрелка на чертеже).Эта сила создает некоторый моментна валу 12. Кроме. того, давление вовходной камере усилителя 19 повышает ся, поскольку последняя соединенас гидросистемой, включающей полостигидроцилиндров 4 и 8, Выходной пневмосигндл усилителя (гидропневмопреобразователя) также преобразуется 40пневмоприводом 17 в момент на валу 12, Этот момент суммируется с.моментом, создаваемым штоком гидро"цилиндра 8, и вал 12 поворачивается,При этом осуществляется движениепоршня цилиндра 9 и преодолеваетсямомент полезного сопротивления, создаваемый его штоком на валу 12,За счет перетока жидкости .в гидросистеме шток гидроцилиндра 5 перемещается (по стрелке) вверх, чтоприводит к повороту исполнительноговала 2,Таким образом, при движении, укаванном стрелками, активно работает. одна половина системы. Другая половина системы работает аналогичнопервой при смене направления движения задающего вала 1Поворот задающего вала 1 преобразуется в поворотисполнительного вала 2, который "следит" за углом поворота вала 1, т.е.имеет место сложение по положению,Рассмотрим обратную передачу момента с исполнительного вала 2 на задающий 1. При приложении момента к валу 2 (как показано на чертеже), возникает сила, действующая со стороны штока гидроцилиндра 10 на вал 12. Последний, стремясь повернуться, создает силу, действующую на шток гидроцилиндра 7, давление в полости которого повышается, что .вызывает возникновение силы, с которой шток гидроцилиндра 3 создает момент на задающем валу 1. При этом на выходе усилителя (гидропневмопреобразователя) 18 возникает некоторый .пневмосигнал. Пневмопривод 16 частично компенсирует момент, создаваемый гидроцилиндром 10 Если по какой-либо причине на исполнительном валу 2 возникает очень большая нагрузка, а оператор пытается удержать в покое задающий вал 1, в гидросистеме последнего увеличивается давление. Пусть увеличение давления свыше критического происходит в полостях гидроцилиндров 3 и 7, тогда открывается второй обратный клапан 27, жидкость заполняет рабочую полость гидроаккумулятора 21, при этом первый обратный клапан 26 закрыт. Давление в гидросистеме задающего вала 1 падает, При снятии нагрузки на исполнительном валу 2 открывается первый обратный клапан 26, жидкость перетекает в гидросистему задающего вала 1. Дроссель 25, обеспечивает плавное согласование исполнительного вала 2 с задающим .1. При действии критической нагрузки на исполнительном валу 2 в противо- . положном направлении безопасность оператора обеспечивается аналогично- работой гидроаккумулятора 20.Применение гидроаккумуляторов в предлагаемой обратимой следящей системе позволяет обеспечить безопасную работу оператора.