Привод микроперемещений для пневмостатической опоры

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 28 50 4 2 В 23 5 БРЕТЕНЬСТВУ ОПИС К АВТОР АНИЕ ИЗ с в СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Владимирский политехнический институт(56) Авторско свидетельство СССР В 280150, кл. Р 15 В 15/02, 1970.Авторское свидетельство СССР В 770739, кл. В 23 Я 5/06, 1979. (54)(57) 1. ПРИВОД МИКРОПЕРЕМЕЩЕНИЙДЛЯ ПНЕВМОСТАТИЧЕСКОЙ ОПОРЫ, содержащий задатчик, мембранный усилитель и две пневмополости, одна иэ которых соединена с источником давления питания, а другая - с выходной камерой мембранного усилителя, связанного с элементом сопло - заслонка обратной связи, сопло которого неподвижно закреплено, а заслонка механически связана с шипом опоры, о т л и ч а ю щ и йс я .тем, что, с целью повышения жесткости и улучшения динамичес. ких свойств, эадатчик выполнен в виде элемента сопло - заслонка, мембранный усилитель снабжен дополнительным источником давления и выполнен с семью камерами, разделенными мембраной й пятью перегородками, и со ступенчатым золотником, имеющим два коничес-, ких пояска, закрепленных на мембране, выполненной с жестким центром, при этом перегородки выполнены с отверстиями, взаимодействуннцими с поясками золотника, две камеры, разделенные мембраной, попарно соединены с соплами элементов сопло - заслонка эадатчика и обратной связи,ачерез дроссели,образованные коническими поясками золотника в отверстиях перегородок, - соседними камерами подключенными к дополФ нительному источнику давления, причем в в двух других камерах, подключенных к источнику давления питания, размещены торцы золотника, а выходная камера соединена с камерой, в которой размещен торец золотника большего ди- . Я аметра, образующий с отверстием в перегородке регулируемый дроссель. ффффф2. Привод по и. 1, о т л и ч а ю- Я щ и й с я тем, что заслонка элемента сопло - заслонка обратной связива выполнена заодно с шипом опоры.Изобретение относится к пневмоантоматике и может быть использовано в конструкциях станков и промышленных роботов.Целью изобретения является повыше ние жесткости и улучшение динамических свойств.На чертеже изображена схема привода микроперемещений для пневмостатической опоры.Привод содержит задатчик, выполнен-ный в виде элемента 1 сопло - заслонка с соплами 2, 3 и заслонкой 4, пненмополости 5 и 6, источник давления питания (не показан), соединенный с пневмополостью 5, элемент 7 сопло - заслонка обратной связи с соплами 8, 9 и заслонкой, выполненной заодно с шипом 10 опоры, а также мембранный усилитель, выполненный с камерами 11-17,.разделенными вялой мембраной 18 и перегородками 19-23, и со ступенчатым золотником 24, имеющим конические пояски 25 и 26. Перегородки 19-23 выполнены с отверстиями (не обозначены), Камеры 13 и 14 разделены мембраной 18, выполненной с жестким центром, попарно соединены с соплами 2, 8 и 3, 9, а через дроссели 27 и 28, образованные поясками 25 и 26 в отверстиях перегородок 20 и 21, - с соседними камерами 12 и 15, подключенными к дополнительному источнику давления (не изображен) . В камерах 11 и 16, подключенных к источнику давления питаония, размещены торцы 29 и ЗО золотника 24, а выходная камера 17 соединена с камерой 16, в .которой размещен торец 30 .большего диаметра, образующий с отверстием н перегородке 23 регули руемый дроссель 31. Угол конуса пояска 25 выполняется меньшим угла конуса пояска 26, Заслонка 4 соединена с электромеханическим преобразователем 32, 45Привод микроперемещений для пневмостатической опоры работает следующим образом.. Для смещения шипа 10 на необходимую величину, не превышающую зазора 50 в пневмостатической оноре, на электромеханический преобразователь 32 подается электрический .сигнал соответствующей величины и полярности. Заслонка 4, поворачиваясь, изменяет проход ное сечениеустановленных перед ее поверхностью сопл 2 и 3, например, уменьшает проходное сечение сопла 2 и увеличивает проходное сечение сопла 3. В результате уйеличивается давление в камере 13 и уменьшается в камере 14. Разность давлений в камерах 13 и 14, действуя на мембрану 18, вызывает перемещение золотника 24 с коническими поясками 25 и 26 вниз. Проходное сечение дросселей 27 и 28 при этом увеличивается, что ведет к унеличению давления как н камере 13, так и и камере 14. Однако в результате того, что угол конуса пояска 26 больше угла конуса пояска 25, давление в камере 14 нарастает быстрей, чем в камере 13, и в определенном положении золотника 24 их значения приблизительно сравняются.При движении золотника 24 уменьща 1 ется проходное сечение дросселя 31 и давление сжатого воздуха в ненагруженной полости Ь. Разность давлений в полостях 5 и 6 опоры вызывает перемещение шипа 10 влево по чертежу. При этом уменьшается проходное сечение сопла 9 и увеличивается проходное. сечение сопла 8. Это .приводит к увеличению давления н камере 14 и уменьшению давления н камере 13, чем достигается ускорение процесса уравновеши- вания давлений в камерах .13 и 14. Перемещение шипа 10 влево продолжается до тех пор, пока сила, возникающая из-за разности давлений в полостях 5 и 6, не уравновесится нагрузкой на шип 10 и упругими силами.. При движении заслонки 4 вниз в камерах 13 и 14 после достижения равновесия утанавливается несколько: более низкое давление по сравнению с тем, которое было при размещении заслонки 4 в нейтральном положении. При этом по дросселю 27 камеры 13 осуществля-ется положительная обратная связь, а по дросселю 28 камеры 14 - отрицатель. ная.,Присутствие положительной обратной связи в мембранном усилителе в сочетании с применением вялой мембраны 18 (нулевой жесткости) увеличивает его коэффициент усиления, отрицательная обратная связь обеспечивает устойчивую его работу и высокие динамические свойства, так как в камерах 13 и 14 происходит регулирование давления с незначительчым его изменением.При этом жесткость привода тем., больше, чем большая разность давлений возникает в полостях 5 и 6 при смеще"Т в При работеале изменения от исходно ривода в малом измерительного о его значЕния где можно считать, что Ьрассматриваемый коэффициенно оценить соотношением интер зазор шд,% -Улучшение динамических свой привода достигается за счет наличия дополнительной отрицательной обратнойсвязи по дросселю 28 камеры 14, которая обеспечивает. ускорение затухания переходных процессов в камерах усилителя и привода в целом.Использование данного изобретения в конструкциях станков и промышленных роботов позволит повысить их жесткость, улучшить динамические свойства и, следовательно, увеличить эффективность их использования. едактор И, Рыбченко тавитель СРождественсред К.Бонкало ректор В. Синицка тТ Заказ 2552/41 Тираж 610 ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., Подписно 4/5 Ужгород, ул. Проектная,ское предприятие,оизводственно-поли Анализируя полученное соотношение, видно, что абсолютная величина коэффициента К, тем больше, чем больше диаметр отверстия дросселей 27 и 28 ,и меньше рабочий зазор сопл 8 и 9, а также диаметр торца 29 золотника 24. Кроме того, чем меньше углы р и у отличаются друг от друга, тем больше коэффициент К по абсолютной величине Таким образом, коэффициент усиле-. ния привода и его жесткость могут быть значительно увеличены. Ф Ю