Гидравлический дроссельный привод

(5 Ц 1 " ). А ГКНТ СССРПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКО ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ итут авЛЬНЬ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИОТКРЫТИЯМ(56) Авторское свидетельство ССМ 909359, кл, Р 15 В 9/03, 1980.(54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДРОСПРИВОД Изобретение относится к системам приводов и может быть использовано в гидравлических и пневматических приводах с дроссегьным управлением скоростью,Известнгидравлические дроссельные приводы, содержащие гидродвигатели и распределители с четырехкромочными золотниками, в которых с целью получения максимального коэффициента усиления по давлению начальные перекрытия сливных и напорных щелей распределителей выполняются равными (симметричными),Использование подобных золотников приводит к появлению в скоростных характеристиках привода больших зон нечувствительности из-за .относительно высокого (равного половине давления питания) уровня давлений в рабочих полостях исполнительного гидродвигателя при нейтральном положении золотника и соответствующего возрастания момента сил сухого трения в гидродвигателе.Наиболее близким техническим решением к изобретению является электрогидравлический привод с обратной связью по скорости, содержащий гидродвигатель и гидроусилитель, в котором с целью повыше(57) Сущность изобретения; четырехкромочный золотник распределителя установлен с образованием сливных и напорных дроссельных щелей с окнами гильзы. Гильза имеет два сливных окна с меньшим перекрытием кромок золотника, чем два напорных окна. Окна образуют при нейтральном положении золотника дроссельные щели, гидравлические проводимости которых связаны заданным соотношением, 3 ил. ния ресурса гидродвигателя сливные рабочие окна четырехкромочного золотникового механизма выполнены с отрицательным перекрытием кромок золотника и гильзы, а напорные - с положительным.Недостатком известного устройства является возрастание порога чувствительности привода и зоны нечувствительности его скоростной характеристики из-за низкого значения его коэффициента усиления по давлению, обусловленного недифференциальным по ходу золотника характером изменения давлений в рабочих полостях гидродвигателя (в этом случае давление в одной иэ них равняется давлению слива).Цель изобретения - повышение чувствительности привода и улучшение линейности его статических характеристик.Поставленная цель достигается тем, что напорные и сливные окна распределительного механизма привода выполнены с образованием при нейтральном положении золотника дроссельных щелей, гидравлические проводимости которых связаны между собой соотношением1 3,бнп55 где Осл и Онп - суммарные проводимости сливных и напорных дроссельных щелей при нейтральном положении золотника соответственно,Аналитическое исследование зависимости относительной величины порога чувствительности привода от соотношения гидравлических проводимостей сливных и напорных щелей распределителя, выполненное на основе его линейной модели в предположении, что момент сил сухого трения в гидродвигателе прямо пропорционален значению уровня начальных давлений в рабочих полостях последнего, и экспериментальные исследования показывают, что отношение указанных гидравлических проводимостей не должно превышать трех раз,Величина уровня начальных давлений Рно в рабочих полостях гидродвигателя находится в этом случае в пределах 0,5 (Рп - Рсл)Рно0,1(Рп - Рсл), где Рп и Рсл давления питания и слива привода соответственноо.На фиг,1 представлена принципиальная схема привода; на фиг,2 - разрез А - А на фиг.1; на фиг.З - графики зависимостей уровней начальных давлений в рабочих полостях гидродвигателей с утечками, перетечками и без них и относительной величины порога чувствительности приводов с такими двигателями от отношения начальных значений проводимостей сливных и напорных дросселирующих щелей золотникового распределителя.Гидравлический дроссельный привод содержит четырехкромочный золотник 1, установленный в гильзе 2, имеющей напорные отсечные кромки 3 - 6 напорных окон 7 и 8, которые расположены против напорных отсечных кромок 9 и 10 золотника 1 и сливные отсечные кромки 11 - 14 сливных окон 15 и 16, расположенных против сливных отсечных кромок 17 и 18 золотника 1.Кроме того, привод включает в себя гидродвигатель 19, рабочие полости 20 и 21 которого гидравлически связаны с рабочими камерами 22 и 23 золотника 1.Золотник 1 на фиг,1 выполнен таким образом, чтобы при расположении его(в так называемой гидронейтрали), когда давления в его рабочих камерах 22 и 23 сравниваются, суммарная гидравлическая проводимость сливных дросселирующих щелей, образованных сопредельными поверхностями золотника и гильзы в районе перекрытий сливных окон гильзы крайними буртиками золотника была больше суммарной гидравлической проводимости напорных дросселирующих щелей распределителя, но не более,чем в 3 раза. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Привод работает следующим образом, Перемещение золотника 1 в ту или иную сторону от своей гидронейтрали и связанные с ним изменения перекрытий и суммарных величин гидравлических проводимостей четырех групп дросселирующих щелей - в данном случае в каждой группе по две одноименные щели - приводит к изменению давлений Р и Рг в рабочих камерах 22 и 23 золотника и полостях 20 и, 21 гидродвигателя,Перепад давлений ЛР = Р 1 - Р 2 на гидродвигателе равномерно возрастает по ходу золотника до тех пор, пока его величина не превысит некоторый предел, определяемый силами сухого трения в узлах двигателя, после чего выхбдной вал двигателя приобретает отличную от нуля скорость. Считая входом привода перемещение распределительного золотника, а выходом. - скорость выходного вала двигателя можно утверждать, что достижение поставленной цели обеспечивается минимизацией порога чувствительности привода.,Его величина зависит от коэффициента момента сил сухого трения конкретного двигателя, от коэффициентов утечек, перетечек последнего и коэффициента усиления привода по давлению.Для разнообразных гидродвигателей, но главным образом вращательных типов, характерна прямопропорциональная зависимость значений вектора или момента сил сухого трения от уровня начальных давлений в их рабочих полостях,Под уровнем начальных давлений понимается значение равновесного давления в каждой из полостей при нейтральном положении золотника распределителя.Его величина зависит от соотношения проводимостей сливных и напорных щелей золотника и от расхода утечек гидродвигателя,Эффект роста влияния сил сухого трения при повышении этого уровня объясняется увеличением напряжений в уплотнениях и отжимом неуплотненных плоских или цилиндрических трущихся поверхностей роторов двигателей. Особенно характерна эта зависимость для аксиально-плунжерных гидромоторов с вращающимся блоком цилиндров, в которых момент сил сухого трения при начальных давлениях Рю=Р 2 о=Ро в рабочих полостях, равных половине давления питания(Рно=0,5 Р) привода, составляет 40 - 50 от максимального значения момента, развиваемого на выходном валу. Уменьшение уровня начальных давлений до Рва=0,2 Рп5 10 15 20 25 ХХо=8 а снижает момент сил сухого трения на поря.док,Учитывая линейный характер зависимости сил сухого трения в двигателе от уровняначальных давлений в его рабочих полостяхпри нейтральном положении золотников ижесткую. связь коэффициента усиления привода по давлению с величиной начальныхгидравлических проводимостей сливных инапорных дросселирующих щелей, можноуказать рациональное соотношение этихпроводимостей, полученное из условия минимизации порога чувствительности рассматриваемого привода. Выражениекоэффициента усиления по давлению привода с четырехщелевым золотником распределителем в виде;2р О 0 8 а Рх=о (1+а ) хГибргде - коэффициент усиления распребхделителя по давлению;Х,Хм - перемещение золотника и егомаксимальное значение соответственно;0 - расход перетечек рабочей жидкостив двигателе;а - отношение гидравлических проводимостей сливных и напорных дросселирующих щелей распределителя,Отсюда перепад давления, необходимый для страгивания гидродвигателя с пропорциональной зависимостью момента силсухого трения от начального уровня давлений в рабочих камерахК,Ро 8 а Р,2К(1+ 2) 2 Хгде Км, Кт - коэффициенты моментов двигателя и сил сухого трения соответственно;Ро - начальный уровень давлений в рабочих камерах гидродвигателя при нейтральном положении золотника;Хо - порог чувствительности привода повходу,Подставляя в это выражение зависимость давления Ро от отношения начальныхгидравлических проводимостей сливных инапорных щелей 1Ро=п,1+аполучим формулу определения относительной величины порога чувствительности Хо привода в зависимости от параметра а без учета влияния утечек и перетечек жидкости в двигателе: 30 35 40 45 50 55 Хо Кмгде Х, =а тНа фиг,З показан график этой зависимости (кривая 1) из которого видно, что понижать с целью уменьшения величины Хо начальный уровень давлений в полостях гидродвигателя путем увеличения начал ьной гидравлической проводимости сливных дросселирующих щелей в приводе без утечек и перетечек не имеет смысла после превышения значением параметра а величины =3,Можно показать, что графики зависимости относительной величины порога чувствительности Х привода с учетом перетечек (кривая 2) или утечек (кривая 3) в двигателе имеют аналогичный характер и располагаются почти эквидистантно выше кривой 1.На фиг,З показана кривая 4 изменения начального уровня давлений в рабочих полостях двигателя в функции параметра а.Кривая изменения начального уровня давлений в рабочих полостях двигателя при наличии перетечек между ними совпадает с этой кривой,Величина этого уровня при выполнении соотношения=3,бонис учетом давления слива получается равной -0,1 (Рп - Рсл).Кривые изменения начального уровня давлений в рабочих полостях гидродвигателя при наличии утечек из них в зависимости от их величины и значения параметра а будут всегда располагаться ниже аналогичной кривой для приводов с перетечками и без них. например кривая 5,В процессе испытаний золотниковых пар непосредственно фиксируются не геометрические размеры деталей, а гидравлические параметры - характерные давления и расходы, косвенно характеризующие влияние многочисленных факторов на гидравлическую проводимость золотниковой пары и характеристики привода в целом. Поэтому параметры устройств и их соотношения между собой, так или иначе рационализирующие его работу, в данном случае следует задавать не в виде линейных размеров, которье трудно, а иногда, как в варианте с прерывистыми проходными окнами, бессмысленно контролировать, но в виде доступных измерению и расчету гидравлических параметров. - проводимости и давления.Формула изобретения Гидравлический дроссельный привод, содержащий гидродвигатель и золотниковый распределитель с четырехкромочным золотником, установленным с образованием сливных и напорных дроссельных щелей с окнами гильзы, имеющей два сливных окна с меньшим перекрытием кромок золотника, чем два ее напорных окна, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и линейности статических характеристик привода, напорные и сливные окна выполнены с образованием при нейтральном положении золотника дроссельных щелей, гидравлические проводимости которых связаны соотношением; 1 -3,бнп где Осл, (Знг - суммарные проводимости сливных и напорных дроссельных щелей при нейтральном положении золотника со 10 ответственно,1742500 Составитель В. Воронадактор Н, Химчук Техред М.Моргентал Корректор М. Кол Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина Заказ 2270 Тираж ВНИИПИ Государственного комите 113035, МоскваПодписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР35, Раушская наб., 4/5