Демпфируемый позиционный привод

)4 Р 15 В 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕ МИТЕТ СССРИЙ И ОТКРЫТИЙ ЕТ ЛЪСТВУ ео г ОПИСАНИЕ ИТ 0 РСН 0 У СИД(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторскийинститут промышленных гидроприводови гидроавтоматики(56) Авторское свидетельство СССРУ 877 157, кл. Р 15 В 11/12, 1980.(54)(57) 1. ДЕМПФИРУЕМЫЙ ПОЗИЦИОННЬПРИВОД, содержащий исполнительныйцифровой многоразрядный пневмоцилиндр с установленными в ней последовательно сцепленными поршнями и штоком с образованием рабочих полостей и возвратной полости, демпфирующее устройство, включающее жесткосвязанный со штоком поршень, установ.ленный в пневмоцилиндре с образованием управляющей полости, и пневмораспределители, подключенные к рабочим полостям и к линиям сброса инагнетания, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью уменьшения габаритов и увеличения быстродействия,поршень демпфирующего устройства 1 Й расположен в возвратной полости свозможностью взаимодействия с поршнемстаршего разряда, а управляющая полость образована последними И постоянно связана с линией нагнетания,1206498 2, Привод по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что управляющая полость связана с линией нагнетания. каналом, выполненным в штоке пневмоцилиндра.3, Привод по п,2, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что линия нагнетания, связанная с управляющей полостью, снабжена регулируемым дросселем с обратным клапаном. 1Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам гидропневмоавтоматики, и может быть использовано в механизмах, требующих дискретного позиционирования.Целью изобретения является уменьшение габаритов и увеличение быстродействия.На чертеже представлена принципи" альная схема привода.Демпфируемый позиционный привод содержит исполнительный цифровой многоразрядный пневмоцилиндр 1 с установленными в нем последовательно сцепленными поршнями 2 - 4, которые снабжены ограничителями 5 - 7 перемещения, с образованием рабочих полостей 8 - 10 возвратной полости 11 Кроме того, привод содержит демпфирующее устройство, включающее связанный со штоком 12 поршень 13 с ограничителем 14 перемещения, расположенный в возвратной полости 11 с образованием управляющей полости 15. Поршень 13 установлен в пневмоцилиндре 1 с возможностью взаимодействия с поршнем 2 старшего разряда через ограничитель .14. Управляющая полость 15 постоянно связана с линией 16 нагнетания каналом 17, выполненным в штоке 12. В линии 16 установлены регулируемый дроссель 18 с обратным клапаном 19, регулятор 20 и аккумулятор 21. Рабочие полости 8 - 10 связаны с линией 22 сброса и линией 16 нагнетания пневмораспре. делителями 23 - 25,Привод работает следующим образом.В исходном положении (как показано на чертеже) рабочие полости 8-10 4. Привод по п.3, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что в линии нагнетания до регулируемого дросселя установлен регулятор давления.5. Привод по п.4, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что к линии нагнета.ния между регулируемым дросселем ирегулятором давления подключен дополнительно установленный аккумулятор. 2сообщены с линией 22 сброса рабочейсреды, и поршни 2 - 4 прижаты одинк другому давлением, подведенным куправляющей полости 15. Поршень 135 взаимодействует с поршнем 2 черезограничитель 14. Это объясняетсятем, что давление в полости 15 больше давления в возвратной полости 11,а также тем, что эффективная площадь10 поршня 13 со стороны полости 15 больше эффективной площади поршня 13 состороны возвратной полости 11.Приподаче команды на пневмораспределители 23 - 25 требуемая15 часть их срабатывает, и соединенныес ними рабочие полости 8 - 10 сообщаются с линией 16 на нагнетание, асоответствующие им поршни 2 - 4начинают перемещаться.20 ГГри этом поршень 2 прижимается кпоршню 13, так как имеет ускорениеи скорость больше, чем у поршня 13,поскольку величина присоединеннойк поршню 13 через шток 12 массы гру 25 за Р значительно превосходит массупоршней 2 - 4,Сближение поршней 2 и 13 приводит к вытеснению рабочей среды изуправляющей полости 15 через канал 1730 в линию 16. Такое вытеснение рабочей среды происходит благодаря резкому возрастанию давления в полости15 .при быстром сближении поршней 2 и 13, при этом величина давЗ 5 ления в полости 15 значительно превосходит давление рабочей среды влинии 16. Так, например, если рабочей средой является жидкость, тодостаточно ничтожного уменьшения40 объема полости 15 для резкого возрастания давления в ней из-за малойссжимаемости жидкости. Если рабочей средой является газ, то происходит увеличение давления в полости 15 пропорционально уменьшению ее объемаДля уменьшения времени опорожнения Лолости 15 и сглаживания скачка давления, возникающего в полости 15 в начальный момент движения, в линии 16 установлен аккумулятор 21, подключенный к полости 15 через обратный клапан 19. Если рабочей средой в приводе является газ, то в качестве аккумулятора 21 может быть использована пневмоем. кость.Для жидкой рабочей среды объем аккумулятора 21 должен составить порядка 1,5-2 объемов управляющей полости 15, а для газа - 4-5 объемов полости 15 (в исходном положении привода) для обеспечения свободного опорожнения полости 15.Первыми прекращают движение поршни 2 - 4, которые удерживаются на месте своими ограничителями 5 - 7. Поршень 13, находившийся в момент рабочего хода привода в непосредственном контакте с поршнем 2, после остановки последнего продолжает свое движение за счет сил инерции,обусловленных присоединенной к поршню 13 массой груза Р, Этот процесс соответствует периоду торможения привода, так как в полости 15 создается пониженное давление из-за увеличения ее объема, происходящего при раздвижении поршней 2 и 13, и на последнем возникает демпфирующее усилие1 величина которого может быть определена из выраженияйахеи - Рйой Р- Рюгде Рд- текущее значение давления в возвратной полости 11;Р - текущее .значение давления в управляющей полости 15;ЮГГ - эффективная площадьпоршня 13 со стороны,возвратной полости 11;Р - эффективная площадь поршня 13 со стороны управляющей полости 15,Объем полости 15 определяетсявеличиной хода лоршня 13, который,в свою очередь, определяет величинутормозного пути. Тормозной путь мо-,жет быть определен из закона сохранения энергии ИЧ- =Рдеипт25где: Ч - скорость перемещения штока 12 с грузом Р;М - масса груза Р;6- величина тормозного пути.10 Следовательно, величина тормозного пути определяется из следующеговыражения:МЧ 215Рор,-Р 6 ьДля рассматриваемого типа приводов величина хода поршня 13 должнасоставить порядка 0,05-0, 1 от максимальной величины хода штока 12.20 Учитывая, что рассматриваемыйпозиционный привод может быть использован для перемещения различных помассе грузов, в цем предусмотренавозможность осуществления регулиро вания демпфирующего усилия путемизменения давления рабочей среды вполости 15, Для этого в лицин 16установлен регулируемый дроссель 18и регулятор 20 давления. Настройкойдросселя 18 регулируется расход рабочей среды, поступающей в полость 15 в пе.Риод торможения привода, когда происходит увелйчение объема полости 15.Давление в полости 15 зависит отее объема и от количества рабочейсреды в ней, следовательно, регулируя расход рабочей среды в полости15, можно регулировать и величинудавления в ней.4 О После плавной Остановки поршня 1 3процесс торможения заканчивается. щчТак как объем полости 15 остаетсяпостоянным, то давление в ней поднимается. за счет подачи в нее рабо чей среды до давления, определяемогонастройкой регулятора 20 давления.При снятии комаццы с пневмораспределителей 23 - 25 рабочие полости8 - 10 сообщаются с линией 22 сброса рабочей среды и поршни 2 - 4устанавливаются в исходное положение.После остановки поршней 2 - 4поршень 13 продолжает двигаться поинерции. Причем, как и ранее, усилие,действующее ца поршень 13 со стороныуправляющей полости 15, превосходитусилие, действующее на поршень 13 состороны возвратной полости 11. Вели1206498лСоставитель В.КовальРедактор О.Юрковецкая Техред О.Неце Корректор В. Синицкая Заказ 8678/36 Тираж 10 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.д. 4/5филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 чина демпфирующего усилия и в этом случае зависит от настройки дросселя 18 и регулятора 20В результате использования предложенной, конструкции привода значительно уменьшаются габариты и увеличивается быстродействие за счет уменьшения величины хода демпфируюшегоустройства и уменьшения времени торможения.