Гидропривод дроссельного регулирования

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 2 А 5 В 9/03 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ асгсордц 11 1.,.,". ;ПХ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 3718988/25- (22) 02.04.84 (46) 23,04.86. (71) Московски Красного Знаме датчик сигнала входу делителя чена система фор ратной связи, к задатчик сигнал ду - вход блока коррекции, причем блока д"ления под мирования сигнала юБюл. В 15й ордена Трудовогони автомобильно-дорож имого одуо е к рр кцип звлечения к выхо- квадратно- дключен ныи институт(56) Чупраков Ю.И, Гидропривод и средства гидроавтоматики. М.: Машиностроение, 1975, с. 232, рис. 162,Авторское свидетельство СССР В 1135929, кл. Р 15 В 9/03, 1983. (54)(57) ГИДРО 11 РИВОД ДРОССЕЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащий задатчик входного сигнала, гидроцилиндр, к рабочим полостям которого подключен управляемый распределитель, соединенный с насосом и сливом, систему формирования сигнала обратной связи по давлению и систему коррекции, включающую последовательно соединенные блок деления, блок извлечения квадратного корня и блок умножения, а также заго корня, выход к одному из вхо второй вход кот датчиком входно оторого п в блока у ожени динен с заа, а выходпределителя, тем, что,действия и рого соо сигнал одом ра с управляющим в о т л и ч а ю щ с целью повышен жесткости, сист нала обратной с датчика перепад гидроцилиндра, са и блока вычи и я быстр ма форм рования сиглнена в виде я в полостях Ж язи вь лен вления насокоторого тчика ания. у о соеди ен с датчик од уме вления аем читаемого - с дат входда,со входо при этом ком перепделителязадатчик ления, коррек разнос локаигнал ии выполне и давления в виде за ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН),.ьР) р Р.Р -Ро н с Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в гидросистемах станков и манипуляторов, а также строительных и дорожных машин. 5Целью изобретения является повышение быстродействия и жесткости гидро- привода.На чертеже изображена схема гидропривода дроссельного регулирования. 1 ОГидропривод содержит задатчик 1 входного сигнала, гидроцилиндр 2, к рабочим полостям 3 и 4 которого подключен управляемый распределитель 5, подсоединенный с насосом Ь и сли вом, систему формирования сигнала обратной связи по давлению, выполненную в виде датчика 7 перепада давления в полостях 3 и 4, датчика 8 давления нагнетания насоса б и блока 9 вычита ния, а также систему коррекции, включающую последовательно соединенные блок 10 деления, блок 11 извлечения квадратного корня, блок 12 умножения, и задатчик 13 разности давления. При 25 этом вход уменьшаемого блока 9 соединен с датчиком 8, вход вычитаемого - с датчиком 7, а вь)ход - с входом делителя блока 10, к входу делимого которого подключен задатчик 13, к выходу - вход блока 11, выход которого подключен к одному из входов блока 12, второй вход которого соединен с задатчиком 1, а выход - с управляющим входом распределителя 5.35Гддропривод дроссельного регулирования работает следующим образом.Управляющий сигнал от задатчика 1 через блок 12 поступает на управляющий вход распределителя 5. Изменение управляющего сигнала приводит к соответствующему открытию окон распределителя 5 и пропорциональному изменению скорости гидроцилиндра 2.Обратная связь по давпению осуществляется следующим образом.Скорость гидроцилиндра 2 определяется расходом Ц через окна распределителя 5 коэффициент расхода;площадь открытия окон распределителя 5;плотность рабочей жидкости;эффективное давление нагнетания; ЬГ - перепад давлений на гидроцилиндре 2;- давление нагнетания насоса Ь;Г - давление слива,В соответствии с уравнением (1)при одном и том жв положении распределителя 5 расход Д , а следовательно, и скорость гидроцилиндра 2 могутизменяться при изменении перепададавления, например, за счет изменения усилия резания в процессе обработ.ки, изменения веса объекта управления и т,п,Для обеспечения стабильности скорости при изменении нагрузки припостоянном давлении нагнетания полости 3 и 4 гидроцилиндра 2 сообщеныгидролиниями с датчиком 7, который из,меряет перепад давления 0 Р , и датчиком 8, который измеряет эффективное давление нагнетания Р . В блоке9 происходит вычитание сигнала, пропорционального абсолютному значениюперепада давления 0 Р из сигнала, пропорционального эффективному значениюдавления нагнетания Р , В результате формируется сигнал, пропорциональный разности Ро - 0 Р1 Задатчик 13 разности давлений вырабатывает сигнал, пропорциональный требуемой эталонной равности давлений (Р - 0 Р) . Этот сигнал поступает в блок 1 О деления, в котором происходит его деление на сигнал, пропорциональный фактической разности давлений Ро - 0 Р, Частное от деления поступаетна вход блока 11, в котором производится извлечение квадратного корня, а полученный сигнал поступает на вход блока 12, в котором производится его умножение на входной сигнал. Полученный сигнал произведения поступает на управляющий вход распределителя 5. Таким образом, площадь открытия окон распределителя 5 пропорциональна сигналу произведения входного сигнала и сигнала обратной связи. Причем сигнал обратной связи сформирован в виде выражения Открытие 1 окон распределителя5 определяется следующим выражением(Ро Ьг 1 ЭО пр и если Р,-ьР = (Р,- Рд(Ро ьР)э Р пр то где 1 Р - площадь окон распределителя 5, пропорциональная входному сигналу от эадатчика 1.В соответствии с выражением (1) и с учетом (2) и (3) расход через распределитель 5 определяется выра- жением Ро ЬР)э Ро-ьР (4)Я (ЦР РР После преобразования Из (5) видно, что расход, а следовательно, и скорость гидроцилиндра 2 определяются сигналом 1 от задатчика 1 и сигналом от задатчика 13 разности давлений и не зависят от 25 нагрузки.При увеличении нагрузки увеличиваются перепад давлений и сигнал на выходе датчика 7, уменьшается сигнал на выходе блока 9, 30Из выражений (4) и (5) видно, что и изменение давления Г, Р - Рне влияет на скорость гидроцилиндра 2, Изменение давления Р приводит к изменению сигнала на выходе блока 9, а следовательно, и к изменению управляющего сигнала в сторону компенсации возникшего возмущения.При значении фактической разности давлений Р - Ь Р , равной эталонной 4 О (Р -ьР) , сигналы, поступающие на Входы блока 10 деления, равны между собой. Поэтому на выходе блока 10 действует сигнал, равный единице. Этот единичный сигнал через блок 11 45 извлечения квадратного корня поступа ет на вход блока 12 умножения. Умноженный на единицу входной сигнал от задатчика 1 поступает без изменений на управляющий вход распределителя 5.5 ОИз (4) расход Р равен т.е, величина расхода полностью определяется входным сигналом.При увеличении нагрузки увеличиваются перепад давлений ьР и сигнал на выходе датчика 7. Сигнал на выходе блока 9 вычитания уменьшается. Сигнал на входе блока 10 деления становится меньше сигнала задатчика 13. В блоке 10 формируется сигнал которьп становится большим единицы. Этот сигнал поступает на вход блока 11 извлечения корня, а затем поступает на вход блока 12 умножения, Сформированный таким образом сомножитель оставшись большим единицы, умножается на входной сигнал 1в соответствии с выражением (41 и сигналпроизведения поступает на управляющийвход распределителя 5. Сигнал произведения в данном случае больше, чемвходной сигнал. Следовательно, и площадь открытия окон будет больше;Таким образом, обратная связьобеспечивает прн увеличении нагрузкиувеличение площади открытия окон рас-пределителя 5, если входной сигнал неменяется, Это приводит к обеспечениюпостоянства расхода через окна приизменяющемся перепаде давления наних и, тем самым, к повышению быстродействия гидропривода,При уменьшении нагрузки обратнаясвязь действует аналогично, соответственно уменьшая площадь окон распределителя 5,Обратная связь предлагаемого гидропривода действует только при наличии входного сигнала. Это определяетвысокую динамическую жесткость гидроприводаВоздействие возмущения со сторонынагрузки и отсутствие входного сигнала приводит к увеличению сигнала навыходе датчика 7, а следовательно, ик увеличению сигнала на входе блока9, но открытие окон распределителя 5не происходит, так как сигнал произведения остается равным нулю А таккак окна остаются перекрытыми, тосохраняется высокая жесткость гидропривода, обусловленная высокой жесткостью рабочей жидкости.ния. Составитель С. РождественскийРедактор Г, Волкова Техред И.Верес Корректор М. Ша 108/22 ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, ЖЗак ираж 616венного комитета Сетений и открытийРаушская наб., д ПодписноР 1 роизнодственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Лроектн При малых входных сигналах жесткость также будет высока, При больших входных сигналах жесткость по отношению к возмущению высока, так как обратная связь компенсирует действие 5 возмущения.При применении привода в следящей системе при изменении нагрузки открытие окон распределителя 5 соответствующим образом изменяется . При этом 10 не требуется измерения рассогласования между входным и выходным сигналами, т.е. изменения ошибки слежения. Сигнал обратной связи компенсирует изменение нагрузки умножением на ту же ошибку слежения.Использование предлагаемого изобретения в гидросистемах станков, манипуляторов, строительных и дорожных машин позволяет повысить их быстродействие и жесткость по отношению и переменным нагрузкам и, тем самым, повысить эффективность их использова.