Гидравлический привод

1 О 15 2025 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к гидравлическим исполнительным устройствам и может быть использовано в различных областях промышленности и народного хозяйства там, где требуется управление большой инерционной нагрузкой при использовании насоса постоянной производительности ограниченной мощности, обеспечение инвариантности по отношению к внешней нагрузке, высокие динамические показатели, высокий КПД.Известен гидравлический привод, содержащий насос, сливной бак, исполнительный гидродвигатель с рабочими полостями, связанными с насосом и сливным баком напорной и сливной гидролиниями через гидрораспределитель, мультипликатор с управляющей и рабочей полостями, распределительный золотник с торцовыми полостями,образованными золотником в корпусе, с входными и выходными каналами, и управляющий распределитель, причем между гидрораспределителем и насосом установлен обратный клапан, одна торцовая полость и два входных канала распределительного золотника подсоединены к насосу, другая по; лость через управляющий распределитель и один выходной канал 1 непосредственно - к сливному баку, а два других выходных канала сообщают распределительный золотник соответственно с напорной гидролинией и управляющей полостью мультипликатора, рабочая полость которого подключена к напорной гидролинии между гидрораспределителем и обратным клапаном 1.Недостатками этого гидравлического привода являются сложность конструкции, обусловленнаяналичием большого числа агрегатов (обратных и предохранительных клапанов), низкие динамические характеристики, объясняемые отсутствием автоматического подключения мультипликатора к нагнетающей полости гидродвигателя при отклонении его скорости от заданной величины, и низкий КПД.Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение КПД и улучшение динамических характеристик гидравлического привода. Указанная цель достигается тем, что в гидравлическом приводе торцовая полость распределительного золотника, подсоединенная к сливному баку, выполнена в виде гидроцилиндра с поршнем, штоковой и поршневой полостями, первая из которых подключена к сливному баку непосредственно, вторая - через управляющий распределитель, последний выполнен в виде золотника, а распределительный золотник снабжен двумя дополнительными каналами, подключенными к сливной гидролинии и слив- ному баку через управляющий распределитель, причем положительное перекрытие золотником канала, сообщающего распределительный золотник с управляющей полостью мультипликатора, равно отрицательному перекрытию выходного канала распределительного золотника, подсоединенного к сливному баку.На фиг. 1 представлена схема гидравлического привода; на фиг. 2 - график перемещения управляющего гидрораспредели. теля, задатчика; на фиг. 3 - график изменения скорости исполнительного органа; на фиг. 4 - график перемещения плунжера чувствительного элемента золотникового устройства поршня; на фиг, 5 - график перемещения плунжера мультипликатора; на фиг. 6 - график изменения давления в нагнетающей полости гидродвигателя.Гидравлический привод содержит насос 1, сливной бак 2, исполнительный гидродвигатель 3 с рабочими полостями 4 и 5, связанными с насосом 1 и сливным баком 2 напорной 6 и сливной 7 гидролиниями через гидрораспределитель 8, мультипликатор 9 с управляющей 10 и рабочей 11 полостями, распределительный золотник 12 с торцовыми полостями 13 и 14, образованными зо.потником 15 в корпусе 16 входными 17 и 18 и выходными каналами 19 - 21, и управляющий распределитель 22, причем между гидрораспределителем 8 и насосом 1 установлен обратный клапан 23, одна торцовая полость 13 и два входных канала 17 и 18 распределительного золотника 12 подключены к насосу 1, другая полость 14 через управляющий распределитель 22 и один выходной канал 19 непосредственно - к сливному баку 2, а два других выходных канала 20 и 21 сообщают распределительный золотник 12 соответственно с напорной гидролинией 6 и управляющей полостью 10 мультипликатора 9, рабочая полость 11 которого подключена к напорной гидролинии 6 между гидрораспределителем 8 и обратным клапаном 23.Торцовая полость 14 распределительного золотника 12, подсоединенная к слив- ному баку 2, выполнена в виде гидроцилиндра с поршнем 24 со штоковой 25 и поршневой 26 полостями, первая 25 из которых подключена к сливному баку 2 непосредственно, вторая - через управляющий распределитель 22, выполненный в виде золотника с дросселируюш,ей щелью 27, а распределительный золотник 12 снабжен дополнительными двумя каналами 28 и 29, подключенными к сливной гидролинии 7 и сливному баку 2 через управляющий распределитель 22, причем положительное перекрытие золотником 15 канала 21; сообщающего распределительный золотник 12 с управляющей полостью 10 мультипликатора 9, равно отрицательному перекрытию выходного канала 19 распределительного золотника 12, подсоединенного к сливному баку 2.Рабочие полости 4 и 5 в исполнительном гидродвигателе 3 образованы исполнительным органом 30. Золотник 15 имеет торец 31.На выходе насоса 1 установлен предохранительный клапан 32. Управляющий распределитель 22 связан с распределительным золотником 12 гидролинией 33, а насос 1 гидролинией 34, Мультипликатор располагает плунжером 35.Гидропривод работает следующим образом. При подаче от управляющего гидрораспределителя 22 командного сигнала (импульс на фиг. 2), т.е. открытии его дросселирующей щели 27, давление напора насоса 1 Р, подведенное к торцовой полости 13 распределительного золотника 12, обеспечивает перемещение золотника 15 и поршня 24 из исходного положения, соот ветствующего изображению на фиг. 1 (Х)0, см. фиг. 4). При этом рабочие полости 4 и 5 гидродвигателя 3 соединяются через гидрораспределитель 8 и обратный клапан 23 с напорной гидролинией ЗО и гидро- линией 33. Происходит разгон исполнитель 20 ного органа 6 гидродвигателя 3: Причем с момента подачи команды управления и до попадания поршня 24 в исходное состояние давление в поршневой полости 26 и соответственно перед управляющим распределителем 22 постоянно и определяется давлением Р, и отношением площадей поршня 24 и торца 31 золотника 15. Поскольку разность между заданным управляющим распределителем расходом 0 и расходом, вытесняемым из полости 5 гидродвигателя 3 - з 0 Я, больше нуля (ЬЯ = Я - ,.Я 0) до момента времени 1 (см. фиг. 3 - 6), система золотник 15 - поршень 24 движется вправо (фиг. 1), при этом расход Яд дополняется до Яз расходом, вытесняемым из поршневой полости 26, обеспечивая увеличение пло щадей дросселирующих каналов 18 и 29.При достижении плунжером золотника 12 величины перемещения Х (1 = 1, ) оказывается полностью перекрытым сливной дросселирующий канал 19, При ХУ открывается дросселирующий канал 17 и управляющая полость 10 мультипликатора 9 соединяется с гидролинией 34. Плунжер 35 мультипликатора 9 начинает движение (Т 0, см. фиг. 4), обеспечивая в своей рабочей полости 11 и нагнетающей полости 4 4 гидродвигателя 3. повышение давления (см. фиг. 6). С этого момента разгон исполнительного органа 30 гидродвигателя 3 происходит в форсированном режиме. Обратный клапан 23 отсекает часть напорной гидролинии 6 в момент начала движения БО плунжера 35 мультипликатора 9 (1=1, по фиг, 5), обеспечивая таким образом потребление гидродвигателем 3 расхода, поступающего из рабочей полости 11 мультипликатора 9 и соединяет ее вновь с полостью 4 гидродвигателя 3 (по фиг. 1) в момент ос-тановки плунжера 35 мультипликатора 9 (1=1 з, см. фиг. 5),Максимальная разгоняющая сила совместно с максимальными площадями дросселирующих каналов 29 и 20, осуществляю-.щих управление скоростью гидродвигателя, обеспечивает при 11 некоторое перерегулирование скорости исполнительного органа 30. При этом величина Ь Я=Я - Я становится отрицательной (Я ) Яз) и система золотника 15 - поршень 24 начинает движение в обратном направлении. При 742. (1 = 1, см. фиг. 4) закрывается дросселирующий канал 17 и открывается дросселирующий канал 19. Через последний жидкость сливается из управляющей полости 10 мультипликатора 9, обеспечивая установление его плунжера 35 в исходное положение, соответствующее положению его на фиг. 1 (1.,с 1 с 1, см, фиг, 5). Давление в полости 4 гидродвигателя 3 падает (см, фиг. 5), Падение этого давления совместно с уменьшением площадей дросселирующих каналов 29 и 20 обуславливает торможение исполнительного органа 30 гидродвигателя 3 до заданной. скорости(Яд = Я).При этом золотник 15 устанавливаетси в положение Х = Х, соответствующее равенству всех сил, действующих на исполнительный орган ЗО (см. фиг. 4).Стабилизация скорости исполнительного органа 30 - обеспечение инвариантности .работы гидропривода от внешних нагрузок - происходит следующим образом.При отклонении скорости исполнительного органа в ту или иную сторону, в том числе и по причине изменения внешней нагрузки, появляется сигнал ЬЯ+ О, который обуславливает соответствующее перемещение системы -золотника 15 . - поршень 24 и приведение системы в установившееся состояние. При этом, если отклонение Я до Я невелико, золотник смещается на незначительную величину от установившегося положения, и канал 17 остается закрытым (открыто дросселирующий канал 19). При значительном же увеличении нагрузки и соответственно значительном отклонении скорости исполнительного органа 30 от заданной золотник смещается на величину ХХ что приводит к включению мультипликатора .и форсированному восстановлению заданной скорости,Таким образом, предлагаемая совокупность управляющего распределителя со стабилизировайным перепадом давления и распределительного золотника, управляющая гидродвигателем и мультипликатором от сигнала, пропорционального разности между заданным управляющим распределителем расходом и расходом, вытесняемым из сливной полости гидродвигателя, позволяет автоматически подключать мультипликатор к нагнетающей полости гидродвигателя при сколь-нибудь значительном отклонении скорости исполнительного органа гидродвигателя от заданной (в экстремальном случае -при разгоне большой инерционной нагрузки) и форсировать таким образом разгон исполнительного органа. Поскольку максимальная движущая сила необходима именно в эти моменты, а при движении с установившейся скоростью (или небольшом отклонении от нее) в ней нет необходимости (и в эти моменты мультипликатор не функционирует)в предлагаемой схеме гидропривода возможно применение насоса с уменьшенным давлением и гидродвигателя с уменьшенной площадью (эффективной) исполнительного органа. Уменьшение эффективной площади исполнительного органа обуславливает возможность использования р схеме гидропривода насоса меньшей производительности. Эти обстоятельства в совокупности обеспечивают увеличение КПД гидропривода, уменьшение его веса и объема. Кроме того, обеспечение стабилизации перепада давления на управляющем распределителе, задающем скорость движения исполнительного органа и управление гидродвигателем от сигнала, пропорционального разности между точно заданной и дейст О вительной скоростью исполнительного органа гидродвигателя, обеспечивает инвариантность гидропривода к внешнему нагружению, высокие статические и динамические характеристики схемы.Фере 1303филиал 4 Составитель А. ТевероТехред И. ВересТираж 717ПИ Государственного комитделам изобретений и отМосква, Ж - 35, РаушскаяП Патент, г. Ужгород, у Редактор Н. КиштулинецЗаказ. 4 8525ВНИИ вскийКорректорПодписноеета СССРкрытийнаб., д. 4л. Проектна