Шаговый электрогидравлический привод

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 545777 Союз Советских Социалистических Республик(23) Прио т 1 асударствеииый комитетСовета Мииистров СССРе делам изобретеиий 53) УДК 621-540(72) Автор изобретени В, В, Скобелев Ленина авиаерго Орджони) Заявитель сковский ордена ционный институт имени С кидзе(54) ШАГОВЫ й ЭЛ ЕКТРО ГИД РАВЛ И Ч Е ПРИВОД Настоящий шаговый электрогидравлический привод предназначен для использования в системах автоматического управления летательных аппаратов, содержащих цифровые вычислительные машины, в системах программного управления станками и т. п.Известны шаговые электроуправляемые приводы, используемые в дискретных системах управления, например привод 1, который содержит электронневматические преобразователи импульсов, многоразрядные двоичные счетчики, триггеры которых построены на турбулентных усилителях, компаратор, ; лргвляющее устройство, пневмоусплители мощности, пневмодвигатели и пневмомеханический преобразователь перемещения в импульсы.В этом приводе производится подсчет количества 1 мнульсов управления, поступающих на вход, и срагнсн 11 е нх с числом импульсов по цепи обратной связи. По результатам сравнения чисел юпульсов в счетчиках и по знаку входного сигнала в управля 1 ощем устройстве формируется сигнал ошибки, который поступает на входы усилителей мощности, управляющих исполнительны з двигателем.Привод сложен по конструкции и содержит очень большое количество активных элементов, непрерывно потребляющих энергию. Из известных шаговых электрогидравлических приводов наиболее близким по технической сущности к изобретению является привод 2, содержащий электрогидравличе ский преобразователь, входы которого подключены к входному каналу привода, а выходы - к одним из каналов управления струйных триггеров, подключенных к напорной и сливной магистралям, трехпозиционный О гидроклапан, гидроцилиндр. двухстороннегодействия и многопозиционный гидрораспределитель, на поверхности поршня которого вь- полнены проточки с шаговым интервалом.Известный шаговый электрогпдравличе ский привод вследствие инерционности управляющих электрогидравлических клапанов, через которые проходит весь поток мощности, без применения сложных электрическ;х форсирующих устройств имеет низкую 2 О частоту приемистости - не более 40 - 50 Гц.Этот привод содержит большое количество элементов с подвижными механическими деталями, что усложняет его конструкцию и значптельно ухудшает надежность.25 Целью изобретения является увеличениечастоты пр 1 сстог н нрГола 1 новыпение его надежности.,(ля достижения этой цели в предложенном шаговом влек-,рог 1 дравл 11 ческом приводе ЗО выходы струйных триггеров соедшены с по.первой пары Окон 13, 14 и подключены к напорной магистрали Р, соедттненной такжес дросселями 8,Поршень 6 гндроццлцндра и многопози 5 ционного ряспредслителя имеет по всей длине проточки 31, причем сумма длин проточки31 и бурта 32 равна величине одного шага.По концам поршень имеет две кольцевыепроточки 33 и 34, длина которых равна велиИ чине одного шага привода. Окна 27, 28 подключены к сливной мягистояли РВ исходном состоянии (при отсутствииимпульсов управления на входе преобразователя 1) триггеры 2 и 3 подключены к выходам 15 и 1 б, плунжер 35 гидроклапана находится в нейтральном положении, а поршеньб занимает одно из синхронных лоложений.При этом бурты поршня перекрывают окна13, 14 и 21, 22 гильзы 5 гидооцилиндра. Рабочая среда из триггеров 2, 3 поступает вполости 17, 18 гидроцилиндра.При отсутствии нагрузки на штоке поршня в полостях 17, 18 гидроцилиндра устанав.ливаются равные давления Рт и Р,При воздействии внешнего усилия в направлении У поршень смещается на некоторую величину ЛУ, при этом полость 18 гидроцилиндра через открывающееся окно 21 соединяется со слнгной магистралью Р а позо лость 17 остается изолированной от нее. Врезультате давление Р, в полости 18 уменьшается, а давление Р, в полости 17, вследствие уменьшения утечек через окно 22 на слив,увеличивается и возникает сила (Р - Р 1) А,(А- площадь поршня), противодействующая внешнему усилию, Таким образом поршень удерживается около синхронных положений при воздействии внешних сил.При подаче электрического импульса уп 40 равления на вход С. электрогидравлического преобразователя 1, в зависимости от полярности его, поршень привода перемещаетсяна олин шаг в положительном илц отрицательном направлении.45 Пгтедположттм, что прц подаче положитс; ЬНОГО ЭЛЕКтРПЧ,СКОГО ЦМГтЧЛЬСЯ ттгтЯВЛЕн:тя электрогтпрятт,т.т тескнй стреобттязовятеь1 фор. 1:р,т короткий гцдрявлическцй импульс, нос 1,цяю;1;ий ття вход 9 триггера ". Вэтом сдута;. тр тггстт 2:толк,ттотастся к ньтхоту 19 н за 11 омцця.т .го состситнтс; полость 17Гтт .т "1 ОН,т.1111 1 Я о тпттяг" Я СО С 1 тВНОИЯ ГЦстралыо Р через вт ход 1 тон . я;тял 15 тр.тгера 2; рабочая среда с выхода 19 трттггегге5 д 2 поступает т: то тповую полость гндроклапяня, и его нлунжер 35 перемещается в ттяттряттл нин Х, блягодяря чему централт,цое окно21 гттльзы гцдроинлиндра отсекяется От слцнной магнстрялн Ра полость 17 гилроцнл:тт - ,я через окно 2 кляняця сое;1 цнястся со лостями гидроцилиндря и торцовыми камерами трехпозиционного гидроклапана, а вгильзе многопозиционного гидрораспределцтеля выполнено три пары окон. Первая параокон соединена с другими каналами управления струйных триггеров, вторая пара оконсмещена относительно первой и подклточеняк напорной магистрали, причем полостц гцдроцилиндра соединены с первой парой оконтрехпозиционного гидроклапана и третьейпарой окон гильзы многопозиционного гидрораспределителя, связанных со сливной магистралью через вторую пару окон трехпозиционного гидроклапана.Кроме того, привод содержит два дросселя, соединенных с напорной магистралью иканалами управления струйных триггеров,подключенными к первой паре окон гильзым ного позиционного гидрораспределителя, ана поверхности связанного с поршнем пл нже яеря многопозиционного гидрораспределитеуля выполнены две кольцевые проточки шириной, равной шагу привода,Схема предложенного шагового электрогидравлического привода показана на чертеже.Шаговый электрогидравлический приводвключает в себя электрогидравлический преном кОбразователь (ЭГП) 1, подключенный к вхо- ходому каналу привода У для преобразования электрических импульсов управленияцифровой вычислительной машины (ЦВМ) вгидравлические импульсы;два струйных триггера 2, 3, выполняющихсиловые функции по управлению гидроцилиндром и логические функции по обработке импульсов управления;гидроцилиндр двухстороннего действия 4с многопозиционным распределителем, состоящий из гильзы 5 с окнами и поршня б спроточками и осуществляющий силовые функции и функции многопозиционного гцдрораспределителя;трехпозиционный гцдроклапан 7 для переключетнтя режимов работы шагового прнгто;тя;два гидравлических дросселя 8, служащттхДЛЯ СОЗЧаНИЯ ПОДПОРа ПО КаНаЛаМ УПРаВЛЕНИтттриггеров для установки их в исходное состояние в момент подачи гидравлическогопитания.Каналы управления 9, 10 триггеров 2, 3соединены с выходами электрогидравнческого преобразователя 1, я каналы управления11 12. 1, 12 - с гтервой парой окон 13, 14 в гильзе5 и дросселями 8, Выходы 15, 1 б струйныхтриггеров соединены с полостям 17, 18 гцдроцилиндра, а выходы 19, 20 - с торцозымика,терами трехпозиционного гидроклапана 7.Центральные окна 21, 22 в гильзе 5 сообптгются с окна.".: 23 и 24 гц:;",Оляпаня 7, потостц 17, 18 гидроннлттт:дря - с пепвой .таройокон 25, 26 гидроклапана 7 и с третьей паройокон 27, 28 в гильзе 5 гидрораспределнтеля.Вторая пара окон 29, 30 многопозцционтогогидрораспределителя смещены относительно сливной мятнстрялью Р.Рабочая среда с выходя 1 б триггера поступает в полость 18 гидроцилиндра, что црцводттт к перемещению поршня в направлении У.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При смещении поршня на величину, больш о поло.:ицы шага (плицы бурта 32), окно 3 цепи импульсной обратной связи через проточку на поверхности поршня и окно 29 сообщается с кацалсм питания, и на вход 11 триггера 2 посупает гидравлический импул с, переключающий триггер 2 в исходное состояние.Триргвр 2,переключается на выход 15, соединенный с полостью 17 гидроцилиндра и запоминает это состояние; торцовая камера гидроклапана 7 через выход 19 триггера 2 соединяется со сливной магистралью Р плунжер 35 под действием пружины Зб возвращается в нейтральное положение, благодаря чему окно 21 гильзы гидроцилиндра соединяется с Р а полость 17 гидроцилиндра отсэкается от иее.К моменту переключения триггера 2 и ги.дроклапана 7 поршень б проходит расстояние, большее половины шага, следовательно, окно 21 гильзы отсечено от Рбуртом поршня, а окно 22 через проточку на поверхности поршня соединено с Р. Рабочая среда с выхода 1 б триггера 3 поступает в полость 18 гидроцилиндра и перемещает поршень в синхронное положение, а с выхода 15 триггера 2 рабочая среда через закрывающееся окно 22 идет в Р Поршень с уменьшающейся скоростью подходит к синхронному положению и удерживается в нем, К моменту прихода поршня к синхронному положению окна 18 и 14 цепей импульсной обратной связи отсекаются от напорной магистрали Р, с этого момента привод готов к отработке нового шага.Длительность гидравлических импульсов, формируемых преобразователем 1, должна быть достаточцой для устойчивого переключения триггеров, цо меньшей времени отработки приводом части шага до включения цепи импульсной обратной связи, т. с. входные гидравлические импульсы не должны во времени накладываться на импульсы по цепи дискретной обратной связи, а тем более перекрывать их, в противном случае возможны сбои и работс привода (привод может на однц импульс управления отрабатывать несколько шагов). Уширенцые проточки 33 и 34 предназначены для переключения триггеров в исходное положение прц перемещении поршня до упора в случае подачи изгипццсго количества импульсоь управления одного знака. Предложенный шаговый электрогидравлический привод выполнен по двухкаскадной схеме, первым каска,".ом которой является элект 1 огцдра лцч скцй преобразователь, а второй постр и ц .: . 1 ав,цческих струйчых триггерах. Благода 1 я гакой схеме управленце п 1 цгводом осугцестгляется маломощным и быстродсйст;., кцццм электрогидравлическцм преобразователем, например, преобразователем с подвижным дефлектором и подвижными соплами питания выходным и каналами, что позволяет создать приво;, с высокой частотой приемистости - до 150 - 250 .Гц.Отсутствие подвижных трущихся деталей в, аломощной управляющей части привода де;:-ет его более надежным по сравнению с известными приводами.Шаговый электрогидравлический привод предназначен для использования в качестве исполнительного привода небольшой мощности или в качестве преобразователя цифра- аналог для управления мощными следящими гидромеханическими приводами. Формула изобретения 1. Шаговый электрогидравлический привод, содержащий электрогидравлический преобразователь, входы которого подключены к входному каналу привода, а выходы - к одним из каналов управления струйных триггеров, подключенных к напорной и сливной магистралям, трехпозиционный гидроклапаи, гидроцилиндр двухстороннего действия и многопозиционный гидрораспределитель, на поверхности поршня которого выполнены проточки с шаговым иатервалом, о т л ич а ющий с я тем, что, с целью увеличения частоты привмистости и павышения надежности привода, выходы свруйных трщтюрав соединвны с полостями гидуацилиндра и торцовыми камерами трехпозиционного тидраклапана, а в гильзе,миогапозицианного гидрораспределителя выполнено три пары окон, пер. вая из которых соединена с другими каналами управления струйных триггеров, вторая пара окон смещена относительно первой и подключена к напорной магистрали, причем полости гидроцилцндра соединены с первои парой окон трехпозиционного гидроклапана и третьей парой окон гильзы многопозиционного гидрораспределителя, . связанных со сливной магистралью через вторую пару окон трехпозиционного гидроклапана.2, Шаговый привод по п. 1, о тл и ч а юЕц и й с я тем, что он содер;кцт два дросселя, соединенных с напорной магистралью и каналами управления струйных триггеров, подключенными к первой паре окон гильзы многопозиционного гидрораспределителя. 3, Шаговый привод по п. 1, отл и ч а ющ и й с я тем, что на поверхности связанного с поршнем плунжера многопозициоццого гидрораспределптеля выполнены две кольцевые проточки шириной, равной шагу привода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения. 1. Патент ГДР кл. 42 г 1126,79164.2. Патент Франции кл. Р 15 В 11/00 М 2052306 (прототип) .Составитель О. Гудкова Редактор Т, Орловская Тскред Н, Сметанина Корректор В, Гутман Заказ 213/510 Изд, ,Ъ 446 Тираж 909 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Тип, Харьк. фил. пред, сПатент