Электрогидравлическое загрузочное устройство

(5 Ц РЕТЕН К митет Российской Федерации патентам и товарным знакам(71) Центральный аэрогидродинамический институт имлроф,Н.ЕЖуко вского(73) Центральный аэрогидродинамический институт имлрофНЕЖуковско го(64) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЕ ЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО(57) Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть ислользовано в конструкциях испытательных стендов. Целью изобретения является повышение динамической точности вослроизведения нагрузки и расширение диапазона лрименения При подаче электрического сигнала 0 от задатчикавх 2перемещается золотчик 20 и золотники 42, 43. В одной полости гидроцилиндра 1 давление возрастает, а в другой уменьшается. Это приводит к изменению расходов через,цроссели 59, 60 и через золотник 21, В результате золотники 42, 43 возвращаются в нейтральное положение. В полостях 33, 34 гидроцилиндра 1 устанавливается перепад давления, а на штоке 4 - усилие, соответствующее величине сигнала 0 . Усилие на штоке 4 измеряется датчиком 3, сигнал которого подается на вход усилителя 35. Скорость штока 4 измеряется датчиком К сигнал которого преобразуется усилителем 37 и подается на лреобразсватель 8, что лриводит к леремещению золотников 42, 43 на величину, обеслечивающую расход жидкости в гидроцилиндре 1, соответствующий скорости без изменения усилия на штоке 4. 1 ил.1 зобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в конструкциях испытательных стендов.Целью изобретения является повышение динамической точности воспроизведения нагрузки и расширение диапазонаприменения устройства.На чертеже изображена принципиальная схема электрогидравлического загрузочного устройства, 10Устройство содеожит исполнительныйгидроцилиндр 1 с датчиком 2 скорости и сдатчиком 3 усилия его поршня и штока 4,электрогидравлические преобразователи 5,б первого каскада гидроусилителя, входные 15гидролинии 7 и 8 которь 1 х через балансныедроссели 9, 10 подключены к гидролинии 11нагнетания, а выходные гидролинии 12, 13и 14, 15 - к тррцевым камерам 16, 17 и 18,19 соответственно золотников 20; 21 второго каскада, входные гидролинии 22, 23, которых соединены с гидролинией 24 слива,входные гидролинии 25, 26, 27, 28 - с идроллнией 11, а выходные гидролинии 29, 30 и31, 32 попарно соединены между собой и с 25полостями 33, 34 гидроцилиндра 1. Входысравнивающего усилителя 35 подключены кзадатчику и датчику 3, а выход, на которомустановлен форсирующий усилитель 36 - ки реобраэователю 5 и к одному входу сумми- ЗОрующего усилителя 37, второй вход которого соединен с датчиком 2, а выход - спреобразователем б, Усилитель 37 снабженцепью обоатной связи по току преобразоваеля б, 35Входные гидролинии 38 - 41 управляемьх плавающих корректирующих золотников 42, 43 соединены с гидролинией 24,в;,одные гидролинии 44, 45 - с гидролинией1, а выходные гидролинии 46, 47 - с полостями 33, 34,Преобразователи 5, б снабжены элементами 48, 49 обратной связи по положению золотников 20, 11, Камеры 50-53управления золотников 42, 43 соединены с 45гидролиниями 46, 47 соответственно, Шток4 соединен с рабочим органом 54,Устройство содержит дополнительныедроссели 55-60, Гидролинии 29, 31 непосредственно соединены с камсрами 50, 52 и 50через дроссели 55, 56, - с гидролиниями 46,47 и полостями 33, 34 соответственно, Гидролинии 30, 32 соединены через дроссели57, 58 с камерами 51, 53, связанными черездроссели 59, 60 с полостями 33, 34 соответственно. Золотники 42, 43 выполнены с отрицательным перекрытием и образуют цепьобратной связи по давлению. Устройство работает следующим обраПри отсутствии входного сигнала от задатчика и подаче давления в гидролинию 11 золотники 42, 43 устанавливаются в нейтральное положение, при котором в обеих полостях 33, 34 гидроцилиндра 1 устанавливается одинаковое давление, примерно равное Р 1 = Р 2 = Рн(2, в результате чего усилие на штоке 4 гидроцилиндра 1 равно нулю.При подаче на вход сравнивающего усилителя 35 входного электрического сигнала Оех от задатчика перемещается золотник 20, в результате чего в управляющих камерах 50-53 золотников 42, 43 дифференциально изменяется давление, что приводит к смещению золотников 42, 43 так, что в одной полости гидроцилиндра 1 давление возрастает, а в другой - на столько же падает, Это приводит к изменению расходов через дроссели 50, 60 и через золотник 21 и соответственно к изменению давления обратной гидравлической связи в камерах 50 - 53 золотников 42, 43 так, что золотники 42, 43 возвращаются в нейтральное положение. В полостях 33, 34 гидроцилиндра 1 устанавливается перепад давления Л Р = Р 1 - Р 2 и усилие на штоке 4, связанном с объектом 54, пропорциональное величине электрического сигнала Оех Полученное усилие на штоке 4 измеряется датчиком 3, электрический сигнал которого, являющийся сигналом обраной связи, подается на вход сравнивающего усилителя 35,Если объект 43 подвижен, то под действием усилия на штоке 4 гидроцилиндра 1 он перемещается с соответствующей скоростью, которая измеряется датчиком 2 скорости, электрический сигнал с которого преобразуется суммирующим усилителем 37 и подается на электрогидравлический преобразователь б, что приводит к перемещению золотников 42,43 на такую величину, при которой обеспечивается расход рабочей жидкости в гидроцилиндре 1, соответствующий скорости перемещения штока 4 с объектом 54 без изменения усилия на штоке 4, которое остается в этом случае пропорциональным входному электрическому сигналу ОохДинамическая точность воспроизведения силы на штоке 4 повышены за счет каскадов усиления в виде золотников 20, 21 с позиционной обратной связью и установки золотников 42, 43 в цепи обратной связи по давлению, что позволяет оптимизировать режим и увеличивает эффективность скоростной коррекции, Полученный двухкаскадный усилитель с коррекцией ввиду большой его мощности позволяет управлять загрузочным устройством с большой тягой. Для компенсации индуктивности обмоток уп2005227 Кимп ( - Я + 1)1о Р1 Иимп = - =- Я +21 - 5+1 10где равления преобразователя 6 и повышения критической. частоты в цепи управления последнега служит обратная связь потокуа для компенсации нежесткости опоры и сжимэемасти рабочей жидкости в гидрацилиндре 1 в канале рассогласования служит форсирующий усилитель 36 с передаточной функцией(Тг Я + 1)где Т 1Тг - постоянные времени.Скоростная характеристика устройства ч =. Йхз), где ч - скорость штока 4, Хз - перемещение, линейна и не имеет эоны нечувствительности. Амплитудные и фаэовые частотные характеристики воспроизводимой силы по входному сигналу - (в),РОвхгде Р - сила, в - частота с разомкнутой электрической обратной связью при работе на жесткую опору не имеют амплитудных искажений до 20 Гц, при этом фазовое запаздывание не превь,шает 90 о, Движение абьекта 54 приводит к дополнительным искажениям воспроизводимого усилия и определяется его механическим импедансом - (и),Р Амплитудные частотные характеристики механического импеданса в области низких частот (до 1 Гц) примерно в 10 раз меньше, чем у прототипа, и не превышают 0,03 кгсмм/с. С ростом частоты разница в характеристиках уменьшается и в области 10 Гц значения характеристик становятся одинаковыми. Линейная модель устройства в рабочем диапазоне частот до 30 Гц описывается звеном второго порядка, Передаточная функция устройства по реакции на входной сигнал при неподвижном штоке (у = 0) представляется в видеРЧЧсв = - =Овх Формула изобретения1, ЗЛЕКТРОГИДРАВЛИЧ ЕСКОЕ ЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее исполнительный гидроцилиндр с датчиком скорости и датчиком усилия его штока, два электрогидравлических преобразователя первого каскада, входные гидролинии которых через балансные дроссели подключены к гидралинии нагнетания, а выходные - к торцовым камерам двух золотников второго каскада, входные гидролинии каждого из которых соединены с гидролиниями нагнетания и слива, а выходные попарно соединены между собой и с полостями гидроцилиндра, а также сравнивающий усилитель, входы которого подключены к Ксв1 5 г + 21 я + 1) 1,Т, + 1)а по реакции на возмущение по скорости ввиде 2 Кгц Кахг Гп (61 + бг) с.вя .ог 1,К бааз 15 2 Рп Сп 61+6 г) .Кимп,1 8, пЮцКах 1 61 РзКгу - статический коэффициент усиления первого каскада преобразователи 5, 6);61, 6 г - проводимости дросселей 10, 55, 56;Ках 1, Кахг - коэффициенты расходной характеристики;КаРг наклон тяговой характеристики двухкаскадного гидроусилителя;Р 1, Рз - соответственна площади поршня.гидроцилиндра 1 и торца золотника 421,43); 30 Сп - жесткость, определяемая реакцией струи жидкости в окне золотника 42 (43);йо - частота, соответствующая нулевбму значению передаточной функции динамической жесткости;вх - собственная частота колебаний устройства;- безразмерный коэффициент демпфирования. 40 (56) Авторское свидетельство СССР М 1048893, кл, Р 15 В 21/08, 1983. задатчику и датчику усилия. а выход - к одному электрогидравлическаму преобразо,аателю и одному входу суммирующего ,усилителя, другой вход которого соединен ,с датчиком скорости, а выход - с другим , электрогидравлическим преобразователем, отличающееся тем, чта, с целью повышения динамической ТОЧНОСТИ воспроизведения нагрузки и расширениядиапазона применения, ана снабжено .55 форсирующим усилителем, установленнымна выходе сравнивающего усилителя, и двумя управляемыми плавающими коррек тирующими золотниками с входными гид-ролиниями, соединенными сгидролиниями нагнетания и слива, и вы2005227 Составитель С. РождественскийТехред М.Моргентал Корректор А.Козориэ Редактор А,Бер Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва,Ж, Раушская наб 4/5 Заказ 3428 Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина. 101 ходными гидролиниями, соединенными с полостями гидроцилиндра, при этом каждый электрогидравлический преобразователь снабжен элементом обратной связи по положению золотника второго каскада, а суммирующий усилитель - цепью обратной связи по току соответствующего электрогидравлического преобразователя, причем камеры управления каждого корректирующего золотника соединены с его выходной гидролинией.2, Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено шестью дополнительными дросселями, причем каждая выходная гидролиния одного из золотников второго каскада непосредственно соединена с одной камерой управления соответствующего корректирующего золотника и через дополнительный дроссель - с его выходной гидролинией и полостью гидроцилиндра, а каждая выходная гидролиния другого золотника второго каскада соеди мена через дополнительный дроссель сдолгой камерой управления корректирую щего золотника, связанной через дополнительный дроссель с полостью гидроцилиндра.