Пневмогидравлический привод

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СфветскикСоциалистическихРеспублик о 11950964 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 10. 04. 81 (21) 3273952/25-06 ЯМ Кп 3 сприсоедииеииемзаявки Ю -Р 15 В ЗСОО Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72 Авторы изобретения 14Ыиьлц и Л.Г.Макаренко Ордена Трудового Красного Знамени инститсверхтвердых материалов АН Украинской ССР(54) ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД Изобретение относится к пневмогидроавтоматике и может быть использовано для привода исполнительныхмеханизмов прецизионного перемещенияинструмента в станках с числовым программным управлением.Известен пневмогидравлическийпривод, содержащий пневмогидравлический двигатель, пневмополости которого соединены через пневморедуктор ипневмораспределитель с источником .сжатого воздуха и атмосферой, а гидрополости соединены с последовательно связанными двухлинейным прерывателем потока с управляющим устройством и двухлинейным регулируемымгидрораспределителем, связанным сзадающим устройством (13,Недостатком известного приводаявляется низкая точность вследствиевоэможности облитерации, особеннопри малых смещениях, в нелинейнойзоне расходной характеристики гидрораспределителяЦель изобретения - повышение точности путем исключения облитерациигидрораспределителя.Укаэанная цель достигается тем,что управляющее устройство прерывателя потока выполнено в виде формирователя последовательности прерывающихимпульсов, вход которого подключен кзадающему устройству.При этом прерыватель потока можетбыть выполнен, например, в виде неподвижного корпуса с двумя отверстиямии цилиндрической поворотной пробки,имеющей сквозные радиальные отверстия дляпериодического соединения отверстийкорпуса,и связанной с формирователемпрерывающих импульсов, или в видепакета из трех дисков, причем каждыйиз крайних дисков выполнениеподвижньи с одним отверстием, асредний выполнен с расположенными по окружности отверстиями для периодическогосоединения отверстий крайних дискови связан с формирователем прерывающихимпульсов.20 На фиг. 1 изображенпневмогидравлический привод с прерывателем потокав виде корпуса и цилиндрической пробки; на фиг. 2 - прерыватель потока 25 в,виде пакета из трех дисков; нафиг, 3 - график зависимости величиныпотока рабочей жидкости через прерыватель потока.от времени; на фиг. 4 график зависимости величины потока 30 рабочей жидкостичерез гидрораспре 950964органа 14 Пробка 19 прерывателя 10 или диск 22 фиг, 2), вращаясь с частотой, определяемой формирователем 11 последовательности прерывающих импульсон, периодически соединяет через отверстия 17, 18 и 20 отверстия 24, 25 и 26 фиг.2) гидрополость 9 с гидрораспределителем 12. В эти промежутки времени величина потока рабочей жидкости максимальна и определяется смещением золотника гидрораспределителя 12 остальное время поток рабочей жидкости отсутствует. Средний на один прерывающий импульс) поток рабочей жидкости через прерыватель 10 определяется размерами его конструктивных элементов и не зависит от частоты импульсов Формирователя 11, которая определяется задающим устройством 13 и выбирается выше частоты собственных .колебаний привода в целом, предпочтительно в области частоты среза последнего.Таким образом, прерыватель 10 потока уменьшает среднюю величину потока жидкости, а за счет пульсации потока устраняется явление облитерации золотника гидрораспределителя 12.При переключении пневмораспределителя 5 двигатель 1 ренерсируется, скорость обратного хода определяется настройкой дросселя 6, а гидрополости 8 и 9 сообщаются через обратный клапан 30. Утечки рабочей жидкости в приводе компенсируются компенсатором 27.В процессе рабочего хода рабочего органа 14 прерыватель 10 формирует импульсы расхода со скважностью Я =ь/Т, где Т и Т - соответственно длительность и период импульсов расхода.Если пренебречь утечками, то можно считать, что за время Т и Т между гидрополостями 8 и 9 перетекает один и тот же объем жидкости Ч, откуда следует, чтоо 1 с" = Яср.Ти делитель в зависимости от смещения(расходная характеристика),Пневмогидравлический привод содержит пневмогидравлический двигатель 1,пненмополости 2 и 3 которого соединены через пневморедуктор 4, пневмораспределитель 5 и параллельно установленные дроссель 6 и обратный клапан 7 с источником сжатого воздуха(не показан) и атмосферой. Гидрополости 8 и 9 соединены с последова Отельно связанными двухлинейным прерывателем 10 потока с управляющимустройством в виде Формирователя 11последовательности прерывающих импульсов и двухлинейным регулируемьщ, 15например, золотниковым гидрораспределителем 12, золотник которого непоказан) связан с задающим устройством 13. Рабочий орган 14 двигателя1 снабжен датчиком 15 обратной связи.Прерыватель 10 потока може бытьвыполнен (см. Фиг. 1) н виде неподвижного корпуса 16 с двумя отверстиями 17 и 18 и цилиндрической поворотной пробки 19, имеющей сквозные радиальные отверстия изображенодно радиальное отверстие 20), ивязанной с формирователем 11 прерыающих импульсов,Прерыватель потока может быть выполнен также см. Фиг. 2) в нидепакета из трех дисков 21-23, изкоторых каждый иэ крайних дискон21 и 23 выполнен неподвижным с однимотверстием 24 и 25 соответственно,а средний диск 22 выполнен с. распо;ложенными по окружности отверстиями показано одно отверстие 26) исвязан с формирователем 11 прерываю-щих импульсов, 40Компенсатор 27 связан пневмополостью 28 с пневморедуктором 4, агидрополостью 29 - с гидрораспределителем 12. К гидрополостям 8 и9 подключен обратный клапан 30. 45На Фиг. 3 обозначены:Я - величинапотока рабочей жидкости; 1 - время;Т - период последовательности прерывающих импульсов; 7 - длительностьимпульса потока рабочей жидкости. 5 ОНа фиг. 4 обозначены:Я - величинапотока рабочей жидкости; х - смещение золотника гидрораспределителя 12,Пневмогидравлический привод работает следующим образом.55Задающее устройство 13 подает сигнал на смещение золотника гидрораспределителя 12 и включение формирователя 11, при подаче через пненмораспределитель 5 сжатого воздуха впневмополость 2 перемещается рабочийорган 14. Рабочая жидкость перетекаетмежду гидрополостями 8 и 9 через прерыватель 10 потока и гидрораспределитель 12, смещение которого определяет скорость перемещения рабочего 65 ЯсрЯвамигде Яри Ядо - соответстненно средний поток рабочей жидкости эа период Т и максимальный поток н течение времени с соответственно, причем величина Ця,соответствует линейной зонерасходйой характеристики золотника, а Яср - требуемой наименьшей скоростипненмогидропривода.Таким образом, величина скважности для прерывателя 10, выполненногосогласно Фиг, 1, определяется изсоотношения Я = 2 п =.-где и - число радиальных отверстий 20 в пробке прерывателя;а - диаметр отверстий 17 и 18;Ь - диаметр отверстия 20;0 - диаметр пробки 19.Величина скважности для прерывателя 10, выполненного согласно фиг. 2, определяется из соотношения5Я = М -с+Й00где М - число отверстий 26 в диске22; 10с и Й - соответственно ширина отверстий 24, 25 и 26 в дисках21, 23 и диске 22 вдольокружности вращения соответственно; 15Пр - диаметр окружности, на которой расположены отверстия26 диска 22,Из графиков фиг. 3 и 4 видно, чтоза счет Формирования прерывателем 10потока импульсов длительностьюсредний расход за период Т уменьшается по сравнению с максимальным вЯ "раз. При этом значения пикотвих потоков в каждый период спределя ются величиной смещения золотникагидрораспределителя 12, чем обеспечивается регулирование скорости.Скорость двигателя 1 в каждый период Тизменяется в среднем пропорциональноамплитуде импульсов потока, однакогидродвигатель сглаживает дискретныйхарактер потока (фильтрует импульсы 1и реальная скоростьдвигателя 1 является непрерывной Функцией времениНа графике фиг. 4 зависимости потока Я через гидрораспределитель 12от смещения х золотника наблюдаютсядве зоны - линейная и нелинейнаяпри этом за счет наличия прерывателя10, в который пропускают лишь импульс 40потока за период Т, амплитуда потока,соответствующая наименьшей установившейся скорости, может быть повышенадо Яшах, которая соответствует линейной зоне характеристики (Фиг. 4). 45Таким образом, прерыватель потокажидкости не только устраняет облитерацию золотника, но и обеспечиваетработу золотника в линейной зоне прималых скоростях, что также способствует повышению точности перемещениярабочего органа привода,Применение данного изобретениядля привода исполнительных механизмов,станков с ЧПУ, позволяет производитьфинишную обработку криволинейныхзеркал и подобных изделий с высоко 1 точностью и минимальной шероховатостью за один проход однолезвийного инструмента, например, алмазного резца. При управлении от микропроцессора или микро ЭВИ весь процесс чистового течения зеркала, например, диаметром 200-300 мм, занимает 1,5-2 ч. Процент брака после отладки систем станка на первбй детали будет незначителен, .улучшается также симметричность поверхностей вращения относительно оптической осй. Тем самым повышается экономическая эффективность от применения станков с числовым программным управлением.Формула изобретения1, Пневмогидравлический привод, содержащий пневмогидравлический двигатель, пневмополости которого соединены через пневморедуктори пневмораспре" делитель с источником сжатого воздуха и атмосферой, а гидрополости .соединены с последовательно связанными двух- линейным прерывателем потока с управляющим устройством и двухлинейным регулируемым гидрораспределителем, связанным с задающим устройством, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности путем исключения облитерации гидрораспределителя, управляющее устройство выполнено в виде формирователя последовательности прерывающих импульсов, вход которого подключен к задающему устройству.2. Привод по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что прерыватель пото" ка выполнен в виде неподвижного корпуса с двумя отверстиями и цилиндрической поворотной пробки, имеющей сквозные радиальные отверстия для периодического соединения отверстий корпуса и связанной с Формирователем прерывающих импульсов.3, Привод по п,1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что прерыватель потока выполнен в виде пакета из трех дисков, причем каждый из крайних дисков выполнен неподвижным с одним отверс" ткем, а средний выполнен с расположенными по окружности отверстиями для периодического соединения отверстий крайних дисков и связан с формирователем прерывающих импульсов.источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9 532507, кл. В 23 Я 5/Об, 1972.,гтрк дур ф 915/38 Тираж 735 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.