Электрогидравлический шаговый привод

Электрогидравлический шаговый привод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (II) 5l5893

Союз Советских

Социалистических

Республик ат ааВТОРСИСМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (. 2) ""àÿâëåíî 18.06.71 (21) 1670376/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 60.05.76. Б оллетець № 20 (51) М. Кл."- F 15В 9 03

G 05В 11/14

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 53) УДК 621-540(088 8) Дата orlyo;,l;Ilobàíkkÿ or èñàíl я 19.08.76 о. (/..) j

11., г1. Иайд; с, Л. С. Рыжов, В. М. Глейзерман и И. Л. Козлов (7! ) За:;..;итель (54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ШАГОВЫЙ ПРИВОД

Изовретспие относится к средствам:в.оматического управления.

Известен электрогидравлический шаговый привод, содержащий электромеханический преобразователь, связанный с гидроусил:телем, выхо,bi которого подкчючены к по, остям гидродвигателя. Он не может работать не::;осредственно от сигна,-.а с вычислительной машины без сложных „ "..oìåæóro÷kiûõ преобразоваш li II обладает малым быстродеиствпем.

С целью говышения быстродействия в предлагаемом приводе установлены блоки коммутации, подключенные к входным каналам, н контактный узел обратной евя.-и, неподви:"ньio контакibl которого подключены к выходам блоков коммутации, а подвижные контакты установлены на выходном,ш;-оке гидродвигателя и связаны с обмотками электромеханического преобразователя.

Схема устройства приведена на чертеже.

Злектрогидравлический шаговый привод содержит два блока коммутации 1, 2, предназначенные для коммутации входных каналов электрических сигналов Вы lислительной машины (на чертеже не локазана) . Блок коммутации 1 имеет двухпроводный вход 3 и трехгро одные выходы 4 †. Блок 2 коммутации имеет двухпроводный вход 7 и трехпроводные выходы S — 10. Выход 5 блока соединен с выходом 9 блока 2 и каналом 11, соединенным с выводом 12 оомоткп 13 электромехаппческого преобразователя 14 и с выводом 15 обмотки 6 электромеханического преобра "ователя 14. Выход 4 олока 1 соединен с контактным полем 17 (неподвижные контакты) узла обратной связи, выполненного из коптакТоВ 18, электрически соедшгенных мсжд" собой, и дизлсктрпческпх промежутков 19. Выход б блока 1 соединен с кон;-актным полем

20 (негодвпжными 1онтактамп) 3 зла обратнои связи, выполненно.-о из контактов 21, электрически соед шенных между собой, и диэ. ектрнческих промежутков 22. Выход 8 блока 2 сосдiiнен с коп,актным полем 23 узла обрат. ой связ :,, выполи нного il.. контактов

24, электрически соединенных между собой, и диэлектр.«iecxrrx промежутков 25. Выход 10 блока 2 соединен с контактным полем 26 узла обратной связи, выполненного из кон20 тактов 27, электрически соединенных между собой, и диэлектрических промежутков 28.

Подвижный контакт 29 узла обратной связи каналом 30 соединен с выводом 31 обмотки

16 элек-.ромеханпческого преобразователя 14.

25 Подвижный контакт 32 узла обратной связи каналом 33 соединен с выводом 34 обмотки

13 электромеханическо "o преоора. ователя 14.

Контактные поля 17 и 20 смещены таким образом, что контакты 18 контактного поля

30 17 находятся напротив диэлектрических про515893 привод

3 межутков 22 контактного поля 20, а контакты

21 контактного поля 20 находятся напротив диэлектрических промежутков 19 контактного поля 17, причем длина контактов 18, 21 равна длине диэлектрических промежутков 19, 22.

Контактные поля 23 и 26 имеют относительное расположение, аналогичное расположению контактных полей 17 и 20, а контакты 24 и 27 имеют равную длину с диэлектрическими промежутками 25 и 28. Кроме того, контакты

18, 21 и диэлектрические промежутки 19, 22 контактных полей 17, 20 равны по длине контактам 24, 27 и диэлектрическим промежуткам 25, 28 контактных полей 23, 26. Подвижные контакты 29 и 32 установлены на выходном штоке 35 гидродвигателя 36 и изолированы от него и друг от друга.

Контактные поля 17, 20, 23, 26 закреплены неподвижно в корпусе 37 и изолированы от него. Подвижные контакты 29, 32, установленные на выходном штоке 35 гидродвигателя 36, и неподвижные контактные полей 17, 20, 23, 26, заключенные в корпус 37, составляют контактный узел 38 обратной связи, предназначенный для передачи сигнала с коммутирующих блоков 1 и 2 на обмотки 13, 16 электромеханического преобразователя 14.

Электромеханический преобразователь 14 состоит из сердечника 39, двух оомоток 13, 16 и поворотного якоря 40 с заслонками 41, подвешенного на оси 42.

Гидравлический усилитель типа сопло — заслонка выполнен по дифференциальной схеме с разгрузкой якоря 40 от сил давления жидкости. Разгрузка якоря 40 от сил давления выполнена следующим образом.

Поршень 43 связан каналом 44 с соплом 45, а поршень 46 связан каналом 47 с соплом 48.

Поршни 43, 46 поджаты пружинами 49, 50 с помощью регулировочных винтов 51. Порш ни 43, 46 при отсутствии давления поддерживают якорь 40 в нейтральном положении.

Канал 52 высокого давления через жиклеры

53 соединен с каналами 44, 47. Полость 54 связана со сливным каналом 55. ГрехнозициoIHHbIH плоский золотник 56 прижат втулкой

57 и пружиной 58 к опорной поверхности, в которой выполнены распределительные каналы 59, 60, соединенные между собой и со сливным каналом 55, и каналы 61, 62, каждый из которых соединен с соответствующими,полостями 63, 64 цилиндра 65 гидродвигателя

36. В золотнике 56 выполнены центральный канал 66 и проточки 67, осуществляющие коммутацию потоков при работе привода. Управление положением золотника 56 осуществляется двумя парами поршней 68, 69 и 70, 71, соединенных каналами 72 и 73 с каналами 47 и 44 и через сопла 48, 45 с,полостью 54. Центральный канал 66 золотника 56 через втулку

57 соединен с каналом 52 высокого давления.

Внутри цилиндра 65 гидродвигателя 36 размещен поршень 74, соединенный с выходным штоком 35. Для устранения перетечек раоо5

4 чей жидкости по поршню 74 на нем имеется уплотнение 75.

Электрогидравлический шаговый работает следующим образом.

При отсутствии управляющего сигнала обмотки 13 и 16 электромеханического преобразователя 14 обесточены. На якорь 40 не действуют электромагнитные силы, и под действием пружин 49, 50 он находится в среднем положении, обеспечивая при этом одинаковые проходные сечения между торцами сопел 48, 45 и заслонками 41. В силу этого давления в каналах 72, 73 равны, поршни 68, 70 дожимаются до упоров и фиксируют золотник 56 в среднем положении. При этом центральный канал 66 золотника 56 закрыт уплотняющей поверхностью, полости 63, 64 гидроцилиндра

65 герметично замкнуты, так как каналы 61, 62 закрыты уплотняющими поверхностями плоского золотника 56. Каналы 59, 60 также отсечены от остальных каналов золотника 56, в результате ".åãî в них устанавливается давление слива. Так как каналы 61, 62 закрыты уплотняющими поверхностями золотника 56, а благодаря уплотнению 75 отсутствуют перетечки рабочей жидкости по,поршню 74, он занимает определенное неподвижное положение. Подвижные контакты 29, 32 узла 38 обратной связи находятся соответственно на контактах 21, 24 неподвижных контактных полей 20 и 23.

Блок коммутации работает следующим образом.

При подаче на вход 3 ряда последовательных сигналов выходной сигнал появляется поочередно то на выходах 4, 5, то на выходах

5, б. Если управляющий сигнал (ток) от вычислительной машины (на чертеже не показана) поступает на блок i коммутации, то последний направляет его с выходов 5, 6 по каналу 11, через контакты 21 контактного поля 20, через подвижный контакт 29 по каналу

30 к выводам 15 и 31 обмотки 16 электромеханического преобразователя 14. Правая половина якоря 40 с заслонкой 41 под действием электромагнитных сил, вызванных прохождением тока по обмотке 16, притянется к правому полюсному наконечнику сердечника

39 электромеханического преобразователя 14.

Проходное сечение между заслонкой 41 и соплом 45 увеличивается, а между второй заслонкой 41 и соплом 48 уменьшается. В результате, давление в каналах 47, 72 начнет увеличиваться, а в каналах 44, 73 уменьшаться. При некотором значении перепада давлений в каналах 72 и 73 сила давления на площадь поршней 68, 69 превзойдет силу давления на суммарную площадь поршней 70, 71, и с этого момента начнется все ускоряющееся перемещение золотника 56 в крайнее правое положение, поскольку давление в канале 72 продолжает нарастать, а в ка нале 73 убывать.

При перемещении золотника 56 вправо канал

52 через центральный канал 66 золотника 56 сообщается с каналом 62, в результате чего

515893

5 правая .полость 64 гидроцилиндра 65 сообщается с высоким давлением, а канал 61 через проточку 67 сообщает левую полость 63 гидроцилиндра 65 с каналами 59, 55 слива. С этого момента создаются условия для перемещения поршня 74 гидроцилиндра 65. Совокупность описываемых явлений приводит к быстрому падению давления в левой полости 63 гидроцилиндра 65 до давления, близкого к давлению слива. Поршень 74 гидроцилиндра

65 под воздействием максимально возможного перепада давлений в полостях 64 и 6 начинает,двигаться равноускоренно влево, до тех пор, пока подвижный кон акг 2, ус.ановленный на штоке 35, не сползет с контакта 21 контактного поля 20 на диэлектрический промежуток 22 контактного поля 20.

Сигнал с блока 1 перестанет поступать на обмотку 16 электромеханического преооразователя 14. Электромагнитные силы, действующие на якорь 40 электромеханического преобразователя 14, снимаются, и он .под действием пружин 49, 50 и поршней 43, о становится в среднее положение, занимаемое иM до подачи сигнала. Проходные сечения между торцами сопел 48, 46 и заслонками 41 становятся равными. Давления в каналах 72 и 73 уравновешиваются, и золотник 56 возвращается в среднее положение. При этом полости

63 и 64 гидроцилиндра 65 герметично изолируются от канала высокого давления C:IilâB, и поршень 74 останавливается.

Таким образом, длина хода поршня 74, а соответственно и выходного штока 35 определяется длиной контак1а 21 контактного поля

20 и не зависит от длительности управляющего сигнала. Сигнал с вычислительной машины на блок 1 может продолжать поступать, но на электромеханический преобразователь 14 он уже не посту пает, так как подвижный контакт 29, пройдя один шаг, сполз с контакта

21 контактного поля 20, разорвав при этом цепь питания обмотки 16 электромеханического преобразователя 14.

11одвижный контакт 29, сойдя с контакта

21 контактного ноля 20, наползает на контакт

18 контактного поля 17. Для совершения следующего шага в ту же сторону вычислительная машина должна подать очереднои (второй) по порядку сигнал, а блок 1 направляет его теперь на контактное поле 17 и через его неподвижный контакт 18, подвижный контакт 29, по проводу 30 на ту же обмотку !6 электромеханического преобразователя 1ч.

Процессы нарастания давления, перемещения золотника 55 и поршня 74 повторяются.

Для совершения третьего шага в ту же сторону сигнал поступит снова на контактное поле 20 и через него на обмотку 16 электромеханического преобразователя 14 и т. д, Для совершения ряда шагов влево сигнал на обмотку 16 электромеханического преобразователя 14 поступает поочередно то с контактов

21 контактного поля 20, то с контактов 18 контактного поля 17. Поочередную подачу

15 0

))

3)

6 сигналов на контактные поля 20 и 17 обеспечивает блок 1.

Для перемещения штока 35 вправо сигнал по входу 7 подается на коммутирующий блок

2, который поочередно .подает его на контактные поля 23, 26 и через подвижный контакт

32 по каналу 33 на обмотку 13 электромеханического преобразователя 14. Под действием электромагнитных сил левая половина якоg>I -l0 притягивается к .1евому полюсному. hBконечнику сердечника 39.

1lроходное сечение между заслонкой 41 и соплом 48 увеличивается, а между второй заслонкой 41 и coliлом 40 уменьшается. В результате, давление в каналах 44, 73 начнет ,;.сл 1ч:,ва ..ся, а в кана;1ах -1, 2 уменьшагьс i. llpH некотором значении перс.,адB давлений в кана IBx I2 II 13 сила давления на площадь поршней 70, 71 превзоидет силу давления на суммарную площадь поршнеи 68, 69, и золотник 06 начьет перемещаться в крайнее леьое положение. При перемещении за;10 ника 0Ь влево канал 02 через Центральный

i нал Ь золоти гка 56 сообщается с каналом

6l, в результате его левая поло;ть ьЗ гидроцилиндра Ьо сооощается с вы, ким давлением, а канал 62 через проточку Ь7 сообщает правую полость 64 гидроцилиндра 65 со сливными каналами 59, Ьо. Поршень 74 гидроцилиндра 60 под воздействием максимально ьозможиого перепада давлений в полостях

b4 и ЬЗ начинает двигаться вправо до тех пор, пока подвижный контакт 32, установленный на выходном штоке 35, не сползет с контакта 24 контактного оля 23 на диэлектрический промежуток 25. С1ггнал с блока 2 перестанет поступать на оомогку l3 электромеханического преооразователя 14. Электромагнитные силы, действу ющие на якорь 40 электромеханического преооразователя 14, снимаются, он под воздеиствием пружин 49, о и поршней 43, 46 становится в среднее положение. Проходные сечения между торцами сопел 40, 48 и заслонками 41 становятся равными. Давления в каналах 72, 3 уравновешиваются, и золотник 06 возвращае ся в среднее положение. 11ри этом полости 63 и 64 гидроцилиндра 65 герметично изолируются от канала высокого давления и слива, и поршень

74 останавливается, совершив один шаг BilpBво. Для совершения ряда последующих шагов вправо сигнал на оомотку 13 электромехан Iчеокого преобразователя 14 поступает поочередно то с контактов 24 контактного поля 23, TO C 1 онтактов 27 IIOHTBIITHOI 0 110 IH 261 а 110очередную подачу сигналов на контактные поля 23 и 26 обеспечивает блок 2.

Для разгрузки якоря 40 от гидродинамических сил применено разгрузочное устройство, которое работает следующим образом.

Когда заслонка 41 закрывает например, сопло 48, в канале 72 резко нарастает давление. Такое резкое нарастание давления происходит и в канале 47, сообщающемся с поршнем 46, Момент от сил, вызванных давлением

515893, Формула изобретения

4 о оф, И /6 4 5

Ц+-+ —

5,5

i gg 66,57, у

L (7, д7 19 ХГ,7д „, Д

РУ

CoñòàâHTñëü О. Гудкова

Редактор Э. Кононович Техред Т. Курилко Корректор А. Дзесова

Зака 1847/4 Изд. № 1427 Тираж 882 Подписное

ЦI-IИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

11303 х Москва, rI(-35, Раугпскал аб., д. 4 б типография, пр. Сапунова, 2 жидкости на заслонку 41 в сопле 48 относительно оси 42, уравновешивается противоположным по знаку моментом, создаваемым давлением жидкости в канале 47 через поршень 46 на якорь 40.

Электрогндравлический шаговый п аивод, со..ержащий электромеханический преобр азователь, связанный с гидроусилителем, выходы кот рого подкл1очены к полостям гидродвигател», отличающийся тем, что, с целью повь.щения быст„одействия, в нем установлены блоки коммутации, подключенные к входным каналам, и контактный узел обратной связи, неподвижные контакты которого подключены к выходам блоков коммутации, а подв; жные контакты установлены на выходном штоке гидродвигателя и связаны с обмотками электромеханического преобразователя.