Электрогидравлический шаговый привод

И Е ОПИСАН ИЗОБРЕ 1 Е 89 оаа СоветскнкциалнстическиРеспубптнк ИЯ ат ааВТОРСИСМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 61) Дополнительное к свид-ву Г 15 В 9 т/03 б 05 В 11/1 лено 18.06. 670376/24 оединенпем с вки сударстеенный комитет5т53) УДК 621-540(088 23) Приоритет Совета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий ллетепь20 ан я 19.08,76 публиковано 30.05.76. Дат тублпкованРтя опи(5 Изоттетстпие относится к средствам в;оматического управления.Известен электрогидравлический шаговый привод, содержащий электромеханический преобразователь, связанный с гидроусилптелем, выходы которого подключены к по, Остям гидродвигателя. Он нс может работать непосредственно От сигна,-.а с вычислительной машины без сложных пт.омежуточных преобразовапий и обладает малым быстродеиствпем,С целью говышения быстродействия в предлагаемом приводе установлены блоки коммутации, подклоченные к входным каналам, и контактный узел обратной связи, неподви:кныс контакты которого подключены и выходам блоков коммутации, а подвижные контакты установлены на выходном, штоке гидродвигателя и связаны с обмотками электромеханического преобразователя.Схема устройства приведена на чертеже.Злектрогидравлический шаговый привод содержит два блока коммутации 1, 2, предназначенные для коммутации входных каналов электрических сигналов вычислительной машины (на чертеже не тпоказана). Блок коммутациР 1 1 имеет двухпроводный вход 3 и трехгроодные выходы 4 - 6. Блок 2 коммутации имеет двухпроводный вход 7 и трехпроводные выходы 8 - 10. Выход 5 блокасоединен с выходом 9 блока 2 и каналом 11, соединенным с выводом 12 оомотки 13 электромехаппческого преобразователя 14 и с выводом 15 обмотки 16 электромеханического преобразователя 14. Выход 4 Олока 1 соединен с контактным полсм 17 (неподвижные контакты) узла обратной связи, выполненного из контактов 1 Ь, электрически соединенных мсждт, собой, и диэлектрических промежутков 19. Выход 6 блока 1 соединен с контактным полем 20 (негодзпжными понтактамп) зла Ооратнои связи, выполненного из контактов 21, электрически соединенных между собой, п диэлектрических промежутков 22. Выход 8 блока 2 сосдпнен с контактным полем 23 узла обратной связи, выполи тнного и. контактов 24, электрически соединенных между собой, и диэлектр.неских промежутков 25. Выход 10 блока 2 соединен с контактным полем 26 узла обратной связи, выполненного пз кон тактов 27, электрически соединенных междусобой, п диэлектрических промежутков 28.Подвижный контакт 29 узла обратной связи каналом 30 соединен с выводом 31 обмотки 16 электромеханпческого преобразователя 14, 25 Подвижный контакт 32 узла обратной связиканалом 33 соединен с выводом 34 обмотки 13 электромеханического преоора;ователя 14.Контактные поля 17 и 20 смещены такимОбразом, что контакты 18 контактного птоля 30 17 находятся напротив диэлектрических про 15893привод 3межутков 22 контактного поля 20, а контакты 21 контактного поля 20 находятся напротив диэлектрических промежутков 19 контактного поля 17, причем длина контактов 18, 21 равна длине диэлектрических промежутков 19, 22,Контактные поля 23 и 26 имеют относительное расположение, аналогичное расположению контактных полей 17 и 20, а контакты 24 и 27 имеют равную длину с диэлектрическими промежутками 25 и 28. Кроме того, контакты 18, 21 и диэлектрические промежутки 19, 22 контактных полей 17, 20 равны по длине контактам 24, 27 и диэлектрическим промежуткам 25, 28 контактных полей 23, 26. Г 1 одвижные контакты 29 и 32 установлены на выходном штоке 35 гидродвигателя 36 и изолированы от него и друг от друга.Контактные поля 17, 20, 23, 26 закреплены неподвижно в корпусе 37 и изолированы от него, Подвижные контакты 29, 32, установленные на выходном штоке 35 гидродвигателя 30, и неподвижные контактные полей 17, 20, 23, 26, заключенные в корпус 37, составляют контактный узел 38 обратной связи, предназначенный для передачи сигнала с коммутирующих блоков 1 и 2 на обмотки 13, 16 электро- механического преобразователя 14.Электромеханический преобразователь 14 состоит из сердечника 39, двух оомоток 13, 16 и поворотного якоря 40 с заслонками 41, подвешенного на оси 42.Гидравлический усилитель типа сопло - заслонка выполнен по дифференциальной схеме с разгрузкой якоря 40 от сил давления жидкости, Разгрузка якоря 40 от сил давления выполнена следующим образом.11 оршень 43 связан каналом 44 с соплом 45, а поршень 46 связан каналом 47 с соплом 48. Г 1 оршни 43, 46 поджаты пружинами 49, 50 с помощью регулировочных винтов 51. Поршни 43, 46 при отсутствии давления поддерживают якорь 40 в нейтральном положении. Канал 52 высокого давления через жиклеры 53 соединен с каналами 44, 47. Полость 54 связана со сливным каналом 55. Грехнозиционный плоский золотник 56 прижат втулкой 57 и пружиной 58 к опорной поверхности, в которой выполнены распределительные каналы 59, 60, соединенные между собой и со сливным каналом 55, и каналы 61, 62, каждый из которых соединен с соответствующими,полостями 63, 64 цилиндра 65 гидродвигателя 36. В золотнике 56 выполнены центральный канал 66 и проточки 67, осуществляющие коммутацию потоков при работе привода. Управление положением золотника 56 осуществляется двумя парами поршней 68, 69 и 70, 71, соединенных каналами 72 и 73 с каналами 47 и 44 и через сопла 48, 45 с,полостью 54. Центральный канал 66 золотника 56 через втулку 57 соединен с каналом 52 высокого давления, Внутри цилиндра 65 гидродвигателя 36 размещен поршень 4, соединенный с выходным штоком 35. Для устранения перетечек рабо 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4чей жидкости по поршню 74 на нем имеется уплотнение 75,Электрогидравлический шаговыйработает следующим образом.При отсутствии управляющего сигнала обмотки 13 и 16 электромеханического преобразователя 14 обесточены. На якорь 40 не действуют электромагнитные силы, и под действием пружин 49, 50 он находится в среднем положении, обеспечивая при этом одинаковые проходные сечения между торцами сопел 48, 45 и заслонками 41. В силу этого давления в каналах 72, 73 равны, поршни 68, 70 дожи- маются до упоров и фиксируют золотник 56 в среднем положении. При этом центральный канал 66 золотника 56 закрыт уплотняющей поверхностью, полости 63, 64 гидроцилиндра 65 герметично замкнуты, так как каналы 61, 62 закрыты уплотняющими поверхностями плоского золотника 56, Каналы 59, 60 также отсечены от остальных каналов золотника 56, в результате чего в них устанавливается давление слива. Так как каналы 61, 62 закрыты уплотняющими поверхностями золотника 56, а благодаря уплотнению 75 отсутствуют перетечки рабочей жидкости по поршню 74, он занимает определенное неподвижное положение, Подвижные контакты 29, 32 узла 38 обратной связи находятся соответственно на контактах 21, 24 неподвижных контактных полей 20 и 23.Блок коммутации работает следующим образом.При подаче на вход 3 ряда последовательных сигналов выходной сигнал появляется поочередно то на выходах 4, 5, то на выходах 5, б, Если управляющий сигнал (ток) от вычислительной машины (на чертеже не показана) поступает на блок 1 коммутации, то последний направляет его с выходов 5, 6 по каналу 11, через контакты 21 контактного поля 20, через подвижный контакт 29 по каналу 30 к выводам 15 и 31 обмотки 16 электромеханического преобразователя 14, Правая половина якоря 40 с заслонкой 41 под действием электромагнитных сил, вызванных прохождением тока по обмотке 16, притянется к правому полюсному наконечнику сердечника 39 электромеханического преобразователя 14, Проходное сечение между заслонкой 41 и соплом 45 увеличивается, а между второй заслонкой 41 и соплом 48 уменьшается. В результате, давление в каналах 47, 72 начнет увеличиваться, а в каналах 44, 73 уменьшаться. При некотором значении перепада давлений в каналах 72 и 73 сила давления на площадь поршней 68, 69 превзойдет силу давления на суммарную площадь поршней 70, 71, и с этого момента начнется все ускоряющееся перемещение золотника 56 в крайнее правое положение, поскольку давление в канале 72 продолжает нарастать, а в кампале 73 убывать. При перемещении золотника 56 вправо канал 52 через центральный канал 66 золотника 56 сообщается с каналом 62, в результате чего5правая полость 64 гидроцилиндра 65 сообщается с высоким давлением, а канал 61 черезпроточку 67 сообщает левую полость М гидроцилиндра 65 с каналами 59, 55 слива, Сэтого момента создаются условия для перемещения поршня 74 гидроцилиндра 65. Совокупность описываемых явлений приводит к быстрому падению давления в левой полости 63гидроцилиндра 65 до давления, близкого кдавлению слива, Поршень 74 гидроцилиндра65 под воздействием максимально возможного перепада давлений в полостях 64 и 63 начинает,двигаться равноускоренно влево, дотех пор, пока подвижный кон 1 ак 1 2 Э, ус. ановленный на штоке 35, не сползет с контакта 21контактного поля 20 на диэлектрический промежуток 22 контактного поля 20,Сигнал с блока 1 перестанет поступать наобмотку 16 электромеханического преооразователя 14. Электромагнитные силы, действующие на якорь 40 электромеханического преобразователя 14, снимаются, и он под действием пружин 49, 50 и поршней 43, о становится в среднее положение, занимаемое имдо подачи сигнала, Проходные сечения мекдуторцами сопел 48, 4 Ь и заслонками 41 становятся равными, Давления в каналах 72 и 73уравновешиваются, и золотник 56 возвращается в среднее положение. При этом полости63 и 64 гидроцилиндра 65 герметично изолируются от канала высокого давленИя сл 11 ва,и поршень 74 останавливается.Таким образом, длина хода поршня 74, асоответственно и выходного штока 35 определяется длиной контак 1 а 21 контактного поля20 и не зависит от длительности управляющего сигнала. Сигнал с вычислительной машинына блок 1 может продолжать поступать, нона электромеханический преобразователь 14Он уже не поступает, так как подвижный контакт 29, пройдя один шаг, сполз с контакта21 контактного поля 20, разорвав при этомцепь питания обмотки 16 электромеханического преобразователя 14.11 одвижный контакт 29, сойдя с контакта21 контактного ноля 20, наползает на контакт18 контактного поля 17, Для совершения следующего шага в ту же сторону вычислительная машина должна подать очереднои (второй) по порядку сигнал, а блок 1 направляет его теперь на контактное поле 17 и черезего неподвижный контакт 18, подвижный контакт 29, по проводу 30 на ту же обмотку 6электромеханического преобразователя 1 ч.Процессы нарастания давления, перемещения золотника 55 и поршня 74 повторяются.Для совершения третьего шага в ту же сторону сигнал поступит снова на контактноеполе 20 и через него на обмотку 16 электромеханического преобразователя 14 и т. д. Длясовершения ряда шагов влево сигнал на обмотку 16 электромеханического преобразователя 14 поступает поочередно то с контактов21 контактного поля 20, то с контактов 18контактного поля 17. Поочередну 1 О подачу 10 15 20 )д 3) 35 40 45 5 О 55 60 65 6сигналов на контак 1 ные поля 20 и 17 обеспечивает блок 1.Для п рсмещения штока 35 вправо сигнал по входу 7 подается на коммутирующий блок 2, который поочередно подает его на контактные поля 23, 26 и через подвижный контакт 32 по каналу 33 на обмотку 13 электромеханического преобразователя 14, Под действием электромагнитных сил левая половина якоря -10 притягивается и левому полюсному наконечнику сердечника 39.11 роходное сечение между заслонкой 41 и соплом 48 увеличивается, а между второй заслонкой 41 и соплом 4 О уменьшается. В результате, давление в каналах 44, 73 начнет , сл 1 ч:,ва.ся, а в кана;1 ах -11, 12 уменьшаться, 1 ри некотором значении перс:,ада давлений в ка 112;1 ах 12 и (3 сила дав;1 ения на площадь поршней 70, 71 превзоидет силу давления на суммарную площадь поршнеи 68, 69, и золотник ОЬ начьет перемещаться в крайнее леьое положение, При перемещении зо- ;1 О;ника ОЬ лево кан 2 л О 2 через центральный к н 2 л Ь золот 1111 ка 56 сообщается с каналом 61, в результате чего левая поло;ть ьЗ гидро- цилиндра ЬО сооощается с вы, ким давлением, а кал 62 ерез про 1 очку Ь 7 сооощает правую полость 64 гидроцилиндра 65 со сливными каналами 59, ЬО. Поршень 74 гидроцилиндра 6 О под воздействием максимально ьозмож 1 ьэго перепада давлений в полостях ь 4 и ЬЗ начинает двигаться вправо до тех пор, пока подвижный контакт 32, установленный на выходном штоке 35, не сползет с контакта 24 контактного поля 23 на диэлектрический промежуток 25. С 1 ггнал с блока 2 перестанет поступать на оомогку 13 электромеханического преооразователя 14. Электромагнитные силы, дейс 1 ву ющие на якорь 40 электромеханического преооразователя 14, снимаются, он под воздеиствием пружин 49, ОО и поршней 43, 46 становится в среднее положение. Проходные сечения между торцами сопел 4 О, 48 и заслонками 41 становятся равными. Давления в каналах 72, 3 уравновешиваются, и золотник ОЬ возвращае 1 ся в среднее положение. 11 ри этом полости 63 и О 4 гидро- цилиндра 65 герметично изолируются от канала высокого давления и слива, и поршень 74 останавливается, совершив один шаг вправо. Для совершения ряда последующих шагов вправо сигнал на оомотку 13 электромехан 1- чеокого преобразователя 14 поступает поочередно то с контактов 24 контактного поля 23, то с 1 онтактов 27 конта 1 тного поля 26, а по- очередную подачу сигналов на контактные поля 23 и 26 обеспечивает блок 2.Для разгрузки якоря 40 от гидродинамических сил применено разгрузочное устройство, которое расотает следующим образом.Когда заслонка 41 закрывает например, сопло 48, в канале 72 резко нарастает давление. Такое резкое нарастание давления происходит и в канале 47, сообщающемся с поршнем 46, Момент от сил, вызванных давлением)о,1Ц о/У7 Составитель О. Гудковаедактор Э. Кононович Техред Т. Курилко Корректор А. Дзесова д.142 рствепно елам нзо Москва,Тираж 882о комитета Совета Министретений и открытийК, Раугпскал нао., д. 4 5 кап 184714 И Ц 11 ИИПИ Госуд по 13033ПодписноССР пографпя, пр. Сапунов жидкости на заслонку 41 в сопле 48 относительно оси 42, уравновешивается противоположным по знаку моментом, создаваемым давлением жидкости в канале 47 через поршень 46 на якорь 40. Электрогндравлический шаговый привод,содержащий электромеханический преобгазователь, связанный с гидроусилителем, выходы котс рого подкл 1 оцены к полостям гидродвигател, отличающийся тем, что, с целью повь.щения быстодействия, в нем установлены блоки коммутации, подключенные к входным каналам, и контактный узел обратной связи, неподвижные контакты которого подключены к выходам блоков коммутации, а подвижные контакты установлены на выходном штоке гидродвигателя и связаны с обмотками электромеханического преобразователя,