Патент ссср 272055

Патент ссср 272055

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН И Е 272055

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 29.Н11.1968 (№ 1264764/25-8) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26Х.1970. Ьюллетень ЛЪ 18

Дата опубликования описания 4.1Х.1970

Кл. 60, 16

47g, 4/02.ЧПК G 05d 13/30

F 15b 15/22

УДК 62-543.2(088.8) комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР!

I )1

1.Авторы изобретения

И. А. Немировский и Ю. М. Дивеев

Заявитель

ДРОССЕЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ ГИДРОПРИВОДА

Изобретение относится к области промышленной автоматики и может быть использовано для создания различных схем гидравлических приводов.

Известные дроссельные регуляторы скорости гидропривода, снабженные однокромочным сервозолотником, рабочее окно которого последовательно включено в сливную магистраль между гидроприводом и дросселем, ооеспечивает определенную степень стабильности установленной величины скорости при изм "и=нии усилий преодолеваемых гидроприводом.

Принцип работы этих дроссельных регуляторов заключается в том, что перепад давления DP» на дросселе, определяемый расходом, пройорциональным скорости движения, сравнивается с давлением Р„р, создаваемым пружиной.

Увеличение точности поддерживания установленной величины скорости с помощью таких регуляторов возможно при уменьшении жесткости пружины и увеличении размеров сервозолотника, т. е. связано с увеличением габаритов регулятора. Это уменьшает частоту собственных колебаний регулятора, т. е. увеличивает его инерционность и отклонения скорости от установленной величины в переходных процессах. Это вызывается наличием пружины, создающей давление P

Кроме того, в гидроприводах, где эти рсгуляторы скорости устанавливаются «на входе» или «на выходе» п|дромотора, насосная станция должна иметь переливной клапан, поддерживающий постоянное давление питания гиlросистемы.

Предлагаемый дроссельный регулятор отличается от известных тем, что в напорную линию п.дропривода паралчельно гидродвпгате10 лю включены два дроссельных элемента, соединенных магистралью, подключенной к торцовой полости сервозолотника после IlcpBQI дроссельного элемента и на слив — после второго. Это повышает точность стабилизации, 15 быстродействия и динамическую устойчивость регулятора.

Кроме того, дросселируюшие отверстия второго дроссельного элемента и дросселя, установленного в сливной магистрали, выполнены

20 в одной детали, причем их соответственные элементы являются зеркальным отображением друг друга.

На чертеже изображена схема описываемого регулятора скорости.

25 В неподвижном гидроцилиндре 1 размещен поршень 2, шток 8 которого перемещает рабочий орган стакана илн машины. Насос 4 соединен магистралью 5 с полостью А гидроцилиндра 1, с дросселем б, рабочее окно кото30 рого имеет плошадь Оь и с предохранитель272055

25

3 ным клапаном 7. Дроссель 6 соединен трубопроводом с правой секцией сдвоенного дросселя 8 и через дроссельное отверстие 9 — с полостью Б корпуса 10, в котором размещен сервозолотник 11.

Полость В гидроцилиндра 1 соединена магистралью 12 с полостью Г корпуса 10. Полость

Д корпуса соединена трубопроводом с левой секцией сдвоенного дросселя 8. Площади рабочих окон правой и левой секции сдвоенного дросселя 8 равны соответственно f др1 и /дрд и могут изменяться одновременно путем поворота детали 18 так, что при уменьшении f ð, увеличивается f ð,, и наоборот.

Сервозолотйик 11 образует с корпусом 10 рабочее окно кольцевой формы, площадь которого равна И .

Принцип работы предлагаемого регулятора скорости заключается в том, что перепад давления й.Рдр, на площадь fдр, рабочего окна дроссельного устройства 8, определяемый расходом Q»,, пропорциональным скорости движения гидропривода, сравнивается с давлением Рт,, равным перепаду давления Рдр, на площади fap, рабочего окна дроссельного устройства 8.

Чтобы при неизменных открытиях рабочих окон с площадью Н> дросселя 6 и с площадью

fap, дросселя 8 давление Р, было постоянным, необходимо поддерживать постоянство давления Р> в рабочей полости А гидроцилиндра, Гидропривод с регулятором работает в режиме, при котором весь расход насоса поступает в гидросистему, т. е. предохранительный клапан 7 закрыт. Давление Р> в полости А гидроцилиндра определяется настройкой регулятора с помощью дросселей 6 и 8.

Часть расхода насоса из полости А сливается в бак через дроссельные устройства 6 и 8.

При этом на торец сервозолотника в полости

Б действует давление Рт,, равное перепаду давлений Рдр, .на рабочем окне с площадью /др, дросселя 8.

Вытесняемый при движении поршня влево расход Q,, рабочей жидкости из полости 8 гидроцилиндра сливается в бак через рабочие окна с площадью Н> сервозолотника и площадью /др, дроссельного устройства 8.

На торец сервозолотника в полости D действует давление Рт,, равное перепаду давлений Ðap, на площади др, рабочего окна дросселя 8.

Для простоты дальнейшего изложения рассмотрим систему в которой: диаметры d, и d торцов сервозолотника 11 равны; площади fap, и /др, рабочих окон сдвоенного дросселя 9 равны; эффективные площади Fi и F поршня гидроцилиндра также равны.

В этом случае при установившемся движении поршня для равновесия золотника при равенстве диаметров da — — d необходимо, чтобы давления под торцами золотника были одинаковы, т. е. Рт, — Рт, .

З0

При этом, если площади рабочих окон дросселя 8 равны (fap, — — f,ð, ), то расходы через них также будут одинаковы (Qap, — — Qap. ).

Следовательно, равенство расходов Q ð, ——

= Q,ð., есть необходимое условие равновесия золотника (при принятых соотношениях d> ††2 H Ьр hp ) °

При равенстве эффективных площадей поршня Fi — — Fq имеет место равенство VF> ——

VF2.

Расход Qap, равен расходу VF, вытесняемому поршнем гидроцилиндра, т. е. Qap, — — VFg=

=- VF1.

Расход Q», равен разности расхода Q „на соса и расхода VF„e. Qap, — — Q„— VF ——

Qí — VF2 = Qa — Qap..

Отсюда Q „= Qap, — Qap, — 2Ядр, — 2Ядр,, следовательно, расход насоса Яд делится на два равных потока: поток в цилиндр с расходом Л и поток Qap, через рабочие окна с площадями Н> и f », дросселей 6 и 8.

Скорость поршня при этом равна:

Р— Qap, 7

F, где F> — площадь поршня.

Пусть усилие, преодолеваемое поршнем, возрастает. При этом увеличивается давление Рь что вызывает увеличение расхода Qap, и уменьшение расхода Ц„насоса (вследствие утечек) .

Расход, поступающий в полость А гидроцилиндра, также уменьшается, так как Р = Q.=Qap,.

Следовательно, скорость поршня уменьшается, и расход VF> — — Qap вытесняемый поршнем из полости В гидроцилиндра, также уменьшится.

Увеличение расхода Q,ð, вызывает увеличение давления Рт, а давление Рт, уменьшается, так как уменьшился расход Qap, .

Давление Р в полости В цилиндра равно

P = й,Р + Рт, (где Е Рз — разница давлений на рабочем окне площади И сервозолотника), поэтому с уменьшением расхода VF> давление Р также уменьшается.

3а счет увеличения давления Р, и уменьшения давления Р достигается такая разница давлений ЬР = Pi — P>, которая необходима для преодоления возросшей силы сопротивления движению поршня.

Под действием перепада давлений .Рт,—

Рт, на торцах сервозолотника последний начинает перемещаться справа налево, увеличивая рабочее окно с площадью И и уменьшая тем самым суммарное сопротивление площадей И и fap,. рабочих окон потоку жидкости

Q»., . При этом давление Р уменьшается. Это, в свою очередь, вызывает уменьшение давления Р, таким образом, что разница давлений

DP = Р— P, действующая на поршень гидроцилиндра, все время соответствует величине преодолеваемой поршнем силы сопротивления движению.

272055

Уменьшение давления Р, вызывает уменьшение расхода Qap, и увеличение расхода Я„насоса, так как при меньшем давлении Р, утечки в насосе меньше.

В свою очередь это приведет к увеличению расхода VF< = Q < — Qap,, поступающего в полость А гидроцилиндра, скорость поршня будет возрастать.

Процесс перемещения золотника и, следовательно, уменьшения давлений Р| и Pz а также 10 увеличения расхода VF, (т. е. скорости поршня) происходит до тех пор, пока не восстановится первоначальное значение давления Р|, при котором через рабочие окна с площадями

И1 и ядр, пойдет прежний расход Q», равный 15 половине расхода насоса, а скорость поршня примет первоначальное значение.

Установившееся давление Р отличается от первоначального и зависит от текущего значения силы сопротивления, преодолеваемого 20 поршнем.

Таким образом, различные движущие силы на поршне создаются регулятором за счет изменения давления Р, а давление Р| в конце

|процесса регулирования будет принимать пер- 25 воначально установленное значение Р|0.

Действительно, если P> ) Pl, то расход

Qap, через дроссели 6 и 8 будет большим, чем при P> —— Р10, и, следовательно, в полость А цилиндра пойдет меньшая часть расхода Q„30 насоса.

Кроме того, эта величина расхода VF, =

= Q Qap, будет еще меньшей за счет того, что сам расход Q„Hacoca при Pi ) Р|р будет меньше. 35

В соответствии с ранее изложенным, неравенство VF, < Qap можно записать как

Qað < Qað„ò. е. при Р| ) P„всегда будет иметь место неравенство расходов через рабочие окна с площадями /др, и /др, и, соответст- 40 венно, неравенство давлений P>.,(P>, которое будет создавать неуравновешенные силы на золотнике, перемещая его (т. е. продолжая процесс регулирования) до установления первоначального постоянного значения давления 45

Рд = Р|0. При этом расход насоса будет равен первоначальному и будет делиться пополам, т. е. будет восстановлено равенство QÄp,—

=Ядр, и р = Vo.

Аналогичным образом, система будет вести 50 себя при уменьшении давления Р, относительно первоначального, т. е. когда Pl(P».

Отсюда следует, что для конкретных сочетаний параметров системы и определенной настройки дросселей 6 и 8 существует одно един- 55 ственное значение давления Р|, при котором расход насоса Я„ делится на два потока ГР, и Qap, с заданным соотношением расходов этих потоков. В частном случае, рассмотренном Выше, когда F> = 2, dl = 2 и |др — |др имеет место равенство

VF = Q,ð, — — Я„или =1.

1 VF

2 | др, Вышеописанный характер работы регулятора не изменится, если с(=,Ф=а|; fap. =fap„г|Ф з.

КЕ, Но при этом отношение Ф1, т. е. расход др

Я„насоса делится не на два равных потока (VF> и Qað, ), а в соотношении

VFa F

Р,, d, /; др др1

Отсюда следует, что изменяя соотношение площадей Рабочих окон 1др, и f ð, дРосселЯ 8 можно получить различное деление расхода насоса на VF, и Q„„, т. е. изменять скорость

fÄp, поршня в пределах от О, когда = О, до

api

Хдр, максимального, когда (рабочее окно с

Удр, площадью /др, полностью закрыто) .

Поэтому конструкция дроссельного устройства 8 выполнена таким образом, что позволяет одновременно изменять площади fap, и

fap., рабочих окон. Причем при уменьшении окна с площадью f», окно с площадью fap, увеличивается и наоборот.

Величина первоначального давления Р,0 определяет максимальное усилие, развиваемое поршнем, и настраивается дросселем 6.

Предмет изобретения

1. Дроссельный регулятор скорости гидропривода, снабженный однокромочным сервозолотником, рабочее окно которого последовательно включено в сливную магистраль между гидроприводом и дросселем, отличаю|иийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации быстродействия и динамической устойчивости регулятора, в напорную линию гидропривода параллельно гидродвигателю включены два дроссе IbHblx элемента, соединенных магистралью, подключенной к торцовой полости сервозолотника после первого дроссельного элемента и на слив — после в=арого.

2. Регулятор по и. 1, отличающийся тем, iго дросселирующие отверстия второго дроссел6ного элемента и дросселя, установленногс в сливной магистрали, выполнены в одной детали, приче » их соответственные элементы являются зеркальным отражением один другого.

272055

Составитель Егорова

Редактор С. Сюткина Техред А. А. Камышникова Корректор М. П. Ромашова

Заказ 2365/13 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2