Электрогидравлический усилитель

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 1 526723 Сава Саветских Социалистических Республикно 0 с 1 присоединенисм заявки Ы Государствеиаьщ комитет Совета Мииистпов СССР(53) УДК 621 525(088 8) лам иаобретеии открсчтий пя описания 29.09,76 та ополиков. М. Кузнецов, В. В. Додонов и Г. И. Васильев дена Трудового Красного Знаменилище им. Н, Э. Баумана ордена Ленина ивысшее техническое у 4) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ Изобретение относится к электрогидравлическим средствам автоматики и применяется в станкостроении, где широко используется гидравлический следящий привод,подачи, в кгчестве усилителя мощности, в котором часто применяются электрогидравлические усилители типа сопло-заслонка.Известны электрогидравлвческие усилители,входной каскад усиления которых содержит заслонку 11. Эти конструкции имеют следуощие недостатки: большое плечо действия реакций струй приемных сопел усилителя, нарушение линейной зависимости между входными и выходными сигналами, большой расход масла при нейтральном положении заслонки и т.,д. Это приводит к увеличению мощности, необходимой для управления заслонкой, уменьшению коэффициента полезного действия, погрешностям в работе следящего привода подачи,расположенная в зоне разветвления выпускных каналов. Заслонка вращается вокруг неподвижной оси, расположенной внутри ее треугольного контура 2. Но такие усилители 5 из-за дискретного характера работы не могут работать в следящем режиме; низкое оыстродействпе таких усилителей обусловлено струйным управлением заслонки. Кроме того, коэффициент усиления усилителя низкий.10 Наиболее близким аналогом, предлагаемогоизобретения является электрогидравлический усилитель, содержащий электромеханический преобразователь, связанный с цилиндрической поворотной заслонкой с винтовыми рабо чими поверхностями, и следящий золотник, вплунжере которого выполнены сопла 31,Однако этот усилитель также не обладаетнеобходимой точностью и быстродействием.Цель изобретсния повышение точности и 20 быстродействия усилителя за счетполного устранения влияния реакций струей рабочей жидкости на заслонку.Это достигается тем, что в плунжере следящего золотника предлагаемого усилителя вы полнена продольная цилиндрическая,выточка,геометрическая ось которой совпадает с осью вращения цилиндрической заслонки, параллельной оси следящего золотника, выходные кромки приемных сопел которого размещены Зз на цилиндрической поверхности выточки, приэлектромагнитн заслонкой (эле тели) имеют бо ну нечувствитель достатки ухудш ики следящего точность обрабо ют производител также гидравли применена треуг ые усгроиства упктромеханические льющие габариты, ности, запаздываают динамическиепривода подачи, тки и в конечномьность труда. ческие усилители, ольная заслонка,При этом равления преобразова большую зо ние. Эти не характерист уменьшают счете снижаИзвестны в которых1 О 15 2 д 25 зо 35 о 45 50 55 60 65 чем радиус цилиндрической выточки Л,выполнен в соответствии с соотношением Р,) ) )Канзас, пде безас - радиус цилиндриъескоЙ заслонки; К=1,00005 - 1,5,Такое конструктивное решение усилителяпозволяет полностью устранить силовое влияние струй жидкости из сопел за счет топо, что крутящий момент от действия реакций струй на цилиндрическую заслонку воспринимается не электромеханическим преобразователем, а подшипникэвым узлом, на котором расположена заслонка. Кроме того, перемещение винтовых рабочих поверхностей цилиндрической заслонки в цилиндрической выточке тела следящего золотника обеспечивает минимальный и постоянный зазор между цилиндрической заслонкой и цилиндрической поверхностьо выточки в следящем золотнике, что гарантирует и обеспечивает строгую линейную зависимость между углом поворота цилиндрической заслонки и линейным перемещением следящего золотника. Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет существенно повысить как точечность, так и бьгстродействие усилителя.На фиг. 1 изображен предлагаемый электрогидравлический усилитель; на фиг. 2 - вид по стрелке Л на фиг. 1; на фиг. 3 - вид по стрелке Б на фиг. 1,Усилитель содержит следящий золотник сприемными двумя соплами 1 и 2, каждое из которых соединено с соот 1 ветствующей торцовой камерой 3, 4 плунжера следящего золотыика 5. Оба сопла 1, 2 частично или полностью перекрывает цилиндричеакая поворотная заслонка 6, имеющая винтовые рабочие поверхности 7, 8, Цилиндрическая винтовая за.слонка б раополагается в продольной цилинд рической выточке 9, вьгполненной в плунжере следящего золотника 5, причем геометрическая ось,цилиндрической поверхности выточки, выполненной,на плунжере следящего золотника, совпадает с осью вращения цилиндрической заслонки 6, Таким образом, между цилиндрической поверхностью выточки и гцилиндричекой поверхностью заслонки 6 существует постоянный, одинаковый зазор а, не измепя 1 ощийся при любом положении плунжера следящего золотника 5 и цилиндрической заслонки 6. Ось вращения 10 цилиндрической заслонки б расположена параллельно продольной оси (направленито перемещения);плунжера следящего золотника 5 и совпадает с геометрической осью цилиндрической выточки 9 в теле плунжера следящего золотника 5. Цилиндрическая заслонка 6 представляет собой пластину, изогнутую так, что ее поверхность 11, обращенная к соплам 1, 2, является поверхностью кругового цилиндра. Цилиндрическая заслонка 6 расположена на одном рычаге 12 с якорем 13 электромеханического преобразователя 14 и поворачивается при подаче управляющего сигнала на обмотки 15 электромеханичвского преобразователя, на тот же угол, что и сам якорь 13 электромеханического преобразователя 14. Для обеспечения фиксации плунжера следящего золотника 5 от возможного поворота относительно его продольнойоси в корпусе 16 следящего золотника расположена фиксирующая шпилька 17, входящаясвоим концом 1 в цилиндрическое отверстие 18в плунжере следящего золотника 5.В корпусе 16 есть два отверстия 19, 20, соединяемые с управляемым органом (гидродвигателем, гидроцилиндром и т. д.), и отверстия,например 21, 22, соединяемые с источникомдавления рабочей среды. Геометрические размеры, цилиндрической заслонки б (радиус цилиндрической поверхности 11, угол наклонарабочих поверхностей 7, 8, длина и шириназаслонки) выбираются исходя из конкретныхтехнических требований к усилителю. Радиус цилиндрической выточки 9 - Й выполненв соответствии с соотношением йс)Касас.Усилитель, работает следующим образом.При симметричном расположении рабочихвинтовых поверхностей 7, 8 цилиндрическойзаслонки 6 относительно приемных сопел 1, 2давление в торцовых камерах 3, 4 плунжераследящего золотника 5 одинаково (ввиду одинакового гидравлического сопротивления сопло - заслонка у обеих сопел 1, 2).При подаче на электромеханический преобразователь 14 управляющего сигнала на обмотку 15 якорь 13 поворачивается, поворачивая при этом жестко закрепленную на намцилиндрическую заслонку 6 с,винтовьгми рабочими поверхностями 7, 8, При этом происходит линейное смещение винтовых кромок рабочих поверхностей 7, 8 относительно сопел1, 2 плунжера следящего золотника 5, Приэтом, например, сопло 1 открывается, а сопло2 закрывается. В результате открытия сопла1 и закрытия сопла 2 происходит перераспределение давления в торцовых камерах 3, 4плунжера следящего золотника 5, и он смещается влево, осуществляя управление, потоками рабочей среды, идущими от и к гидродвигателю или иополнительному устройствучерез отверстия 19, 20 в корпусе 16,При смещении плунжера золотника 5 автоматически смещаются также и приемные сопла 1, 2, становясь в новое 1 положение гидравлического равновесия относительно сместившейся цилиндрической заслонки 6 с винтовыми рабочими поверхностями 7, 8.Ввиду того, что центр радиуса цилиндрической выточки 9 в плунжере следящего золотника 5 совпадает с осью вращения 10 цилиндрической заслонки 6 с винтовыми рабочими поверхностями 7, 8 при,всех угловых положениях цилиндрической заслонки 6 и осевых положениях плунжера следящего золотника 5, между заслонкой 6 и соплами 1, 2 сохраняется сгрого постоянный зазор а, определяющий гидравлическое сопротивление сопло - заслонка. Это обстоятельство наряду сналичием прямоугольных, окон в соплах позволяет осуществить иоключительно линейноепреобразование углаповорота цилиндрическоЙзаслонки 6 в линейное перемещение,плунжера526723 1 следящего золотника 5. Симметричное расположение сопел 1, 2 относительно цилиндрической заслонки 6 полностью устраняет вращающий мо)мент реакций струй, воспринимаемый электромеханическим )преобразователем, что позволяет существенно снизить его мощность и )новысить,бы)стродействие усилителя.Ис)пользование усилителя с цилиндрической заслонкой позволяет повысить точность и быстродействие дроссельных гидравлических систем управления, применяемых в станках с ЧПУ, на транспорте, в авиации, в судовом гидравлическом приводе, в различно)м гидрофицированном технологическом оборудовании. Исключение влияния реакций струй, жидкости, воспринимаемых электромеханически)м преобразователем, позволяет существенно, повысить общий коэффициент усиления усилителя, его быстродействие и линейность характеристик. Формул а изобретения Эле)ктрогидравличеокий усилитель, содержащий электромеханический преобразователь, связанный с цилиндрической поворотной заслонкой с Винтовымн раоочими поверхностямн, и следящий золотник, в плунжере которого вы)полнены )приемные сспла, о т л и ч а ю щ н йся тем, что, с целью повышения точности и 5 быстродействия усилителя, в плунжере следящего золотника выполнсна )продольная )цилиндрическая выточка, геометрическая ось которой совпадает с осью вращения цилиндрической заслонки, параллельной осн следящего 1 О зо,)отника, выходные 1 ромк) рсмных со)елкоторого разчецены на цилиндрической поверхност) выточки, причем радиус цилиндрической выточки выполнен в соответствии с соотношением Я,)/О где Р, - радиус ци линдрической заслонки; К=1,00005 - -1,5. Источники информации, принятые во внимание )при экспертизе.20 1. Гамынин Н. С. и др. Гидравлический следящий привод. М., Ма)шнностроение, 1968.2. Патент Франции2070736, кл. Г 15 с3/00, 1971.3. Л)вт. св. СССР М 416465, )кл. Г 15 В 9/14, 25 28.11,72.