Электропневматический двухкаскадный привод с цифровым управлением

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н 11877154 61) Дополнительное к авт. свид(51)М, Кл,Р 15. В 9/О 22) Заявлено 0%02,(21) 2880214/25 Мо с присоединением заяв(23) Приоритет осударственный комит СССР по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения А.Марочкина 1) Заявитель основский ордена Ленина авиационныйим. Серго Орджоникидзе 4) ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИИ ДВУХКАСКАДНЫЙ ПРИВОД С ЦИФРОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ к автоматит найти при хнологичес, 30 Изобретение относитсяческому управлению и можеменение при управлении текими линиями.Известен электропневматическийдвухкаскадный привод с цифровым управлением, содержащий корпус с установленными в нем двухпоэиционнымиклапанами, поршни, управляемые этимиклапанами, золотник и пневматическийисполнительный механизм с двумя рабочими полостями, шток которого связан с золотником и поршнями рычагомобратной связи ИИзвестный. привод критичен к инерционным нагрузкам и нри их значительных величинах может потерять устойчйвость,Цель изобретения - повышение устойчивости и улучшение динамическиххарактеристик.Поставленная цель достигается тем,что привод снабжен демпфирующим устройством, выполненным в виде двухпоршней с дросселирующими каналами,связанных с золотником через общийщток и расположенных в корпусе с образованием четырех рабочих камер, попарно сообщенных между собой дросселирующими каналами, а каждая пара сообщена с одной иэ рабочих полостейпневматического исполнительного ме- .ханизма, причем золотник связан с 5рычагом обратной связи через упругийэлемент, например, пружину.На чертеже представлена конструктивная схема предлагаемого привода.Электропневматический двухкаскад- .ный привод с цифровым управлением со-.держит корпус 1 с установленными внем двухпоэиционными клапанами 2-4,последовательно установленные актив- .но сцепленные поршни 5 .- 7, управляемые клапанами 2 - 4, золотник 8 и В пневматический исполнительный механизм, выполненный в виде поршня 9 соштоком 10, размещенных в корпусе 1 собразованием рабочих полостей 11 и 12. Кроме того, привод содержит демп-Фирующее устройство, включающее два поршня 13 и 14 с дросселирующими каналами 15 и 16, связанные с золотником 8 общим штоком 17 и расположенные в корпусе 1 с образованием четырех рабочих камер 18 - 21.Рабочие камеры 18 и 19 сообщены . между собой дросселирующим каналом 15 и линией 22 с рабочей полостью 1 а рабочие камеры 20 и 21 - дроссели, аа кв ЯТ фициент демпфи ной, системы оп образом го+,т кТ ОКоэф тирова дующим ования скоррекеделяется слеИ "иТцм(КВт+- площадь дем ройства) Спр - жесткость п Т - постоянная рующего уст Е - максимальны демпфирующее Г ружины;времени демпфиройства;й ход.поршней го устройства; рующим каналом 16 и линией 23 с рабочей полостью 12.,Шток 10 связан посредством рычага24 обратной связью с золотником 8 через упругий элемент, например пружину 25, а через шток 26 - с поршнем 5старшего разряда.Далее привод содержит напорные исливные магистрали, соответственно27 - 29, линии 30 - 37 управления илинии 38 и 39 пневматического исполнительного механизма.Привод работает следующим образом,При отсутствии сигнала поршень 9пневматического исполнительного механизма и золотник 8 находятся в нейтральном положении. Поршень 5 старшего разряда находится в крайнем левом(по периметру) положении, а поршниб и 7 - в крайнем правом положении.Поршни 15 и 16 также находятся внейтральном положении. 20При подаче сигнала управления надвухпозиционный клапан 3 линия 31управления сообщается с напорной магистралью 27. При этом поршень б, авместе с ним поршень 5, перемещаются(по чертежу) влево, заставляя черезрычаг 24 обратной связи и пружину 25двигаться золотник 8 с закрепленнымина нем поршнями 13 и 14 демпфирующегоустройства также влево.Рабочая полость 11 соединяется снапорной магистралью 28, а рабочаяполость 12 - со сливной магистралью29 Под действием перепада давления врабочих полостях 11 и 12 пневматического исполнительного механизма поршень 9 перемещается вправо, передаваяусилие на золотник 8 через рычаг 24обратной связи и пружину 25, заставляя его занять исходное положение.Кроме того, при возрастании давления в рабочей полости 11, оно передается по линии 22 в рабочую камеру 18 и далее по дросйелирующему каналу 15 в рабочую камеру 19 под дей-,ствием перепада давления в рабочихкамерах 18 И 19, обусловленного наличием дросселирующего канала 15,поршень 13 перемещается (по чертежу)вправо, предевая усилие на золотник 8В установившемся состоянии поршень 9 занимает положение, соответствующее перемещению поршня.б.Благодаря перетоку рабочей средычерез дросселирующие каналы 15 и 16давление в рабочих камерах .18 - 21демйфирующего устройства выравнивается. Золотник 8 и поршни 13 и 14 устанавливаются в нейтральное положение.Динамика привода определяется динамикой основной части привода, включающей золотник 8 и пневматическийисполнительный механизм с поршнем9 и штоком 10, охваченных рйчагом 24обратной связи,Передаточная функция силовой части привода имеет вид где Тм - постоянная времени силовойчасти привода,Км коэффициент усиления;коэффициент демпфирования;- оператор Лапласа,Параметры передаточной функциисвязаны с параметрами привода следующими:соотношениями: где Т - постоянная времени пневматического исполнительногомеханизма,К - коэффициент обратной связипо скорости;ю - инерционная масса нагрузки;К - коэффициент вязкого трения;у - коэффициент механическойпередачи обратной связи,Гп - площадь поршня пневматического исполнительного механизма;- коэффициент усиления по давлению.При введении демпфирующего устройства, выполненного в виде поршней13 и 14 с дросселирующими каналами15 и 16 и общим штоком 17, связаннымс золотником 8, с учетом незначительности массы демпфирующего устройства,а также сообщении его рабочих камер18, 19 и 20, 21 с рабочими полостями11 и 12 пневматического исполнительного механизма постоянная времениего равнаЭ 6- массовый секундный расходчерез дросселирующие каналы;Рэ - равновесное давление в рабочих камерах демпфирующегоустройства;К,Т - газовая постоянная и температура рабочей среды.Таким образом, устойчивость привода достигается за счет увеличения коэффициента демпфирования Ч . Параметры корректирующего демпфирующегоустройства (площадь и ход поршня, постоянная времени, жесткость пружины) выбираются исходя из требований к величине коэффициента демпфирования Ю .15Формула изобретения Электропневматический двухкаскадный привод с цифровым управлением, содержащий корпус с установленными в 20 нем двухпозиционными клапанами,порш,ни, управляемые этими клапанами, золотник и пневматический исполнительный механизм с двумя рабочими полостями, шток которого связан с золотником и поршнями рычагом обратной связи, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что,с целью-повышения устойнивости иулучшения динамических характеристик,привод снабжен демпфирующим устройством, выполненным в виде двух поршнейс дросселирующими каналами, связанных с золотником через общий шток ирасположенных в корпусе с образованйем четырех рабочих камер, попарносообщенных между собой дросселирующиими каналами, а каждая пара сообщенас одной из рабочих полостей пневматического исполнительного механизма,причем золотник связан с рычагом обратной связи через упругий элемент,например пружину.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе .1. Авторское свидетельство СССРР 217844, кл. Г 15 В 9/03, 1966.