Исполнительный механизмэлектрогидравлического следящего приводаавтоматического управления объектами

Вор" в.озналтн" уЯ 27885 от а 114ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик) Заявлено 21.03,72 (21) 1761396/27-11рисоедпнением заявки -Государственный комитет Совета Министров СССР ао делам изобретений 32) Приоритет летень18 53) УДК 629.1-498(088.8) Опубликовано 15,05 и открыт ата опубликования описания 28.05.7(54) ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОГО СЛЕДЯЩЕГО ПРИВВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ на- доы с равлическии следящии привод ктрогидравлического преобразодравлического исполнительного клапана 3 и каналов 4 - 9.равлический преобразователь ктрогидравлический управляю- гидравлический усилитель, наЭлектр оги состоит из эл вателя 1, ги механизма 2Электроги содержит эл О ший элемент, Изобретение относится к судостроению иможет быть использовано в исполнительныхмеханизмах электрогидравлического следящего привода автоматического управления объектами, например органами стабилизации движения судов,Известны исполнительные механизмы алогичного назначения, содержащие после.вательно расположенные силовые цилиндрпоршнями, соединенными общим штоком, игидравлически связанные с управляющим устройством.С целью повышения эффективности в предлагаемом механизме силовые цилиндры снабжены клапаном, выполненньгм в виде многопоршневого золотника, межпоршневые полости которого зашунтированы между собой перепускными трубопроводами и связаны с полостями одного силового цилиндра, при этомкрайние полости связаны с полостями другого силового цилиндра, обеспечивающими автоматическое шунтирование полостей одногоцилиндра и последовательное включение обоих цилиндров при определенной величиневнешней нагрузки,На фиг. 1 изображена схема электрогидравлического следящего привода с исполнительным механизмом; на фиг. 2 - графикфунициональной зависимости скорости движения поршня от изменения внешней нагрузки при поленом открытии шелеи распределительного золотника для привода, обеспечивающего автоматическое увеличение скорости движения поршня на холостом ходу при сохранении параметров рабочей жидкости в гидросистеме питания привода и тягового усилия; на фиг. 3 - график функциональной зависимости скорости движения поршня от изменения внешней, нагрузки при полном открытии щелей распределительного золотника для привода, обеспечивающего автоматическое увеличение тягового усилия при сохранении параметров рабочей жидкости в гидросистеме питания привода и скорости холостого хода; на фиг. 4 - график функциональной зависимости скорости движения поршня от изменения внешней нагрузки при полном открытии щелей распределительного золотника для привода, обеспечивающего уменьшение расхода ра О бочей жидкости в гидросистеме питания привода при сохранении тягового усилия и скорости холостого хода.пример, с соплом-заслонкой (не показан) и распределительный золотник 10.Гидравлический исполнительный механизм 2 состоит из двух послгдователвно расположенных цилиндров 11 и 12 с поршнями 13 и 14, имеющими общий шток 15, причем правый конец штока крепится к управляемому органу, а левый конец механизма связывается с конструкцией объекта. Управление гидравлическим исполнительным механизмом и обратные связи (не показаны) осуществляются электрическими сигналами.Электрический сигнал по кабелю 16 поступает от системы управления к электрогидравлическому преобразователю 1, к которому, кроме того, от гидравлической системы подводится рабочая жидкость.Клапан 3 золотникового типа прямого действия состоит из дифференциального золотника 17 и пружин 18 и 19.Предлагаемое устройство работает следующим образом,В случае отсутствия электрического сигнала управления распределительный золотник 10 находиться в среднем (нейтральном) положении, перекрывая буртами доступ рабочей жидкости в полости цилиндра 11 исполнительного механизма 2,При подаче сигнала управления в электрогидравлический преобразователь на торцах распределительного золотника 10 возникает перепад давлений, который вызывает перемещение золотника в ту или иную сторону от нейтрального положения в зависимости от направления сигнала управления.При смещении распределительного золотника, например, влево рабочая жидкость под давлением поступает по каналу 4 в полость А цилиндра 11 и по каналу 6 в полости Б и В клапана 3. 5О 1520 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Дифференциальный золотник 17 клапана 3 под действием пружин 18 и 19 находится в среднем положении и перекрывает поясками доступ рабочей жидкости из полости А цилиндра И по каналу 6 в канал б и полость Г цилиндра 12 и, кроме того, из полости Д цилиндра 11 по каналу 7 в канал 8 и полость Е цилиндра 12.Доступ рабочей жидкости из полости А цилднд 1 ра 11 в пол:сть Г цилиндра 12 блокируется противодействующей пружиной 18 клапана 3 до тех пор, пока давле:- ие рабочей жидкости в полости Б, клапана 3, возрастающее с ростом внешней нагрузки на шток 16, не преодолеет силу пружинны 18.Из полости Д цилиндра И рабочая жидкость по каналу 9 проходит на слив.Полости Г и Е цилиндра 12 шунтируются через канал 6, кольцевую проточку в золотнике 17 клапана 3 и канал 8, Поршни 13 и 14 и шток 16 перемещаются влево, поворачивая управляемый орган в соответствующем направлении, при этом электрогидразлический следящий привод развивает скорость холостого хода 2 1., =- - и тяговое усилиеЯ.ьХ р- Р:- РЛР .1При возрастании внешней нагрузки возрастает перепад давления на поршне 13.В тот момент, когда перепад давления достигает некоторой заранее заданной величины, гидравлическая сила, действующая на дифференциальный золотник 17 клапана 3 со стороны полости Б, пресдолевает силу пружины 18, при этом пружина сжимается, золотник 17 смещается влево и открывает проход рабочей жидкости из полости А цилиндра 11 через канал 6 и полость Б клапана 3 в канал б и полость Г цилиндра 12. Одновременно с этим полость Е цилиндра 12 через канал 8 и полость 3 клапана 3 сообщается с каналом 7 и полостью Д цилиндра 11 и со сливом. Каналы б и 8, через которые осуществляется шунтирование полостей Г и Е цилиндра 12 отделяются, друг от друга поясками золотника 17,клапана 3.При включении двух цилиндров тяговое усилие, развиваемое электрогидравлическим приводом, оказывается равным Р=2 Р, . ХР.При уменьшении внешней нагрузки соответственно уменьшается перепад давления в цилиндрах исполнительного механизма, причем в тот момент, когда перепад давления снижается настолько, что пружина 18 клапана 3 преодолевает гидравлическую силу от давления рабочей жидкости на,дифференциальный золотник 17, последний перемещается в среднее положение и шунтирует полости Г и Е цилиндра 12. Скорость движения штока 16 и развиваемое тяговое усилие в этом случае определяются расходом и перепадом давления в цилиндре 11.При изменении, направления электрического сигнала, подаваемого по кабелю 16 в электрогидравлический преобразователь 1, распределительный золотник 10 перемещается вправо, при этом рабочая жидкость поступает по каналу 9 в полость Д цилиндра 11 и по каналу 7 в полости Ж и 3 канала 3.Дифференциальный золотник 17 клапана 3 под действием пружин 18 и 19 находится в среднем положении и перекрывает поясками доступ рабочей жидкости из полости Д цилиндра 11 по каналу 7 в канал 8 и полость Е цилиндра 12, а также из полости А цилиндра 1 Х по каналу 6 в канал б и полость Г цилиндра 12.Из полости А цилиндра 11 рабочая жидкость по каналу 4 проходит на слив. Полости Г и Е цилиндра 12 шунтируются через канал 8, кольцевую проточку в золотнике 17 клапана 3 и канал 6,Поршни 13 и 14 и шток 16 перемещаются вправо, поворачивая управляемый орган в противоположном направлении,При возрастании внешней нагрузки перепад давления на поршне 13 соответственновозрастает, причем в тот момент, когда он лостигает некоторой заранее заданной величины, гидравлическая сила, действующая на дифференциальный золотник 17 клапана 3 со стороны полости Ж, преодолевает силу пружины 19. В результате этого пружина сжимается, золотник 17 смещается вправо и открывает проход рабочей жидкости из полости Д цилиндра 11 через канал 7 и полость Ж клапана 3 в канал 8 и полость Е цилиндра 12. Одновременно с этим полость Г цилиндра 12 через канал б, полость В клапана 3 сообщается с каналом 5 и полостью А цилиндра 11 и со сливом.Каналы б и 8, через которые осуществлялось шунтирование полостей Г и Е цилиндра 12, отделяются друг от друга поясками золотника 17 клапана 3.При уменьшении внешней нагрузки перепад давления,в,цилиндрах исполнительного механизма уменьшается, причем в тот момент, когда он снижается настолько, что пружина 19 клапана 3 оказывается в состоянии преололеть гидравлическую силу от давления рабочей жидкости на дифференциальный золотник 17, последний перемещается в среднее положение и шунтирует полости Г и Е цилиндра 12.Внешняя характеристика привода, т. е. зависимость У, = (Р), (фиг. 2), представляет (при последовательном включении цилиндров в работу) ломаную, кривую. Первый (верхний) участок этой кривой есть внешняя характеристика привода при работе одного цилиндра (другой зашунтирован). Второй участок кривой изображает внешнюю характеристику привода при одновременной работе двух цилиндров,Точка излома внешней характеристики привода при последовательном включении цилиндров соответствует перепаду давления в цилиндрах привода, составляющему приблизительно 43/о от давления питания.В тех случаях, когда возникает необходимость при сохранении параметров рабочей жидкости в гидросистеме питания привода и скорости холостого хода увеличить тяговое усилие, предлагаемый привод выполняют с большей площадью поршней. В этих случаях электрогидравлический следящий привод разЯвивает скорость холостого хода 1 г, --п 5 и тяговое усилие 2 Р = 4 Р. ЬР (фпг. 3).При использовании предлагаемого привода имеется возможность уменьшить расход рабочей жидкости в гидросистеме питания привода при сохранении скорости холостого 10 хода и тягового усилия.В этом случае привод развивает скорость9,/9холостого хода У, = -- и тяговое усилие Р=2 РЬР (фиг. 4).Последовательное включение цилиндровможет быть также использовано в эпектрогидравлических следящих и гидравлических приводах с числом последовате.пьно расположенных цилиндров оолее двух, а для последовательного включения цилиндров может быть применено несколько клапанов.Предмет изобретенияИсполнительный механизм электрогидравлического следящего привода автоматического управления объектами, например, органами стабилизации движения судов, содержащий последовательно расположенные си,повые 30 цилиндры с поршнями, соединенными оощимштоком, и гидравлически связанные с управляющим устройством, отличаюи 4 ийся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем автоматического увеличения скорости 35 движения поршня,на холостом ходу, увеличения тягового усилия и уменьшения расхода рабочей жипкости, силовые цилиндры снабжены клапаном, выполненным в виде много- поршневого золотника, межпоршневые поло сти которого зашунтированы между собойперепускными труоопроводами и связаны с полостями одного силового цилиндра, а крайние полости связаны с полостями другого силового цилинд 1 ра, обеспечивающими автомати ческсе шунтирование полостей одного цилиндра и последовательное вк,пючение обоих цилиндров при определенной величине внешней нагрузки.427885 Составитель П. ДаньшинТехред Г. Дворина Редактор В. Знвтынь Корректор И. Синкина Тип. Харьк. фил. пред. Патент Заказ 767/77 Изд. 1586 Тираж 506 Подписное ЦНИИПИ Государственного коиитета Совета Министров СССР по дела 1 изобретений и открытий Москва, )К, Раушскзя иа 5, д. 4/5