Электрогидравлический усилитель
Патент 526723
Авторы
Электрогидравлический усилитель
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 526723
Сава Саветских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.11.74 (21) 2072546/24 с 1присоединенисм заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 30.08.76. Бюллетень № 32
Дата опубликования описания 29.09.76 (51) Ч, Кл. - Г 15В 3 00
Г 15С 3/02
Гссудаоственный комитет
Совета Мкнкстпав СССР ло делам изобретений и откргктий (53) УД К 621.525 (088.8) (72) Авторы изобретения
М. М. Кузнецов, В. В. Додонов и Г. H. Васильев (71) Заявитель Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище им. Н, Э. Баумана (54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ
Изобретение относится к электрогидра влическим средствам автоматики и применяется в ста нкостроении, где широко используется .гидравлический следя|щий привод,подачи, в кгчеcTIBB усилителя мощности, в котором часто применяются электрогидравлические усилители ти па «сопло-заслонка».
Из|вестны электрогидравлвческие усилители, входной каскад усиления которых содержит заслонку (1). Эти конструкции имеют следу|ощие недостатки::большое плечо действия реакций струй приемных сопел усилителя, нарушение линейной зависимости между входными и выходными сигналами, большой расход масла при нейтральном положении заслонки и т.,д. Это приводит к увеличению мощности, необходимой для управления заслонкой, уменьшению коэффициента полезного действия, погрешностям IB работе следящего привода Inc дачи.
При этом электромагнитные усгройства управления заслонкой (электромеханические преобразователи) имеют большие габа риты, большую зону нечувствительности, запаздывание. Эти недостатки ухудшают динамические характеристики следящего привода подачи, уменьшают точность обработки и в конечном счете снижают производительность труда.
Известны также ги дра влические усилители, в которых применена треугольная заслонка, расположенная в зоне разветвления выпускных каналов. Заслонка вращается вокруг неподвижной оси, расположенной внутри ее треугольного контура (2). Но такие усилители из-за дискретного характера работы не могут работать в следящем режиме; низкое оыстродействпе таких усилителей обусловлено струйным управлением заслонки. Кроме того, коэффициент усиления усилителя низкий.
1о Наиболее близким аналогом, предлагаемого изобретения является электрогидра влический усилитель, содержащий электромеханический преобразователь, связанный с цилиндрической поворотной заслон кой с винтовыми рабо15 чи ми поверхностями, и следящий золотник, в плунжере которого выполнены сопла (3).
Однако этот усилитель также не обладает необходимой точностью и быстродействием.
Цель изобретения повышение точности и
20 быстродействия усилителя за счет полного уcTранения влияния реакций струй рабочей жидкости на заслонку.
Это достигается тем, что в плунжере следящего золотника предлагаемого усилителя вы25 полнена продольная цилиндрическая,выточка, геометрическая ось которой совпадает с осью вращения цилиндрической заслонки, параллельной оси следящего золотника, выходные кромки приемных сопел которого размещены
3п на цилиндрической поверхности выточки, при526723
2д
25 зо
65 чем радиус цилиндрической выточки R,,выполнен в соответствии с соотношением R,) )КАзас, ПДЕ безас — РаДИУC ЦИ IIIHi3PH IPCKOH Заслонки; К=1,00005 — 1,5.
Такое конструктивное решение усилителя позволяет полностью устранить силовое влияние струй жидкости из сопел за счет топо, что крутящий момент от действия реакций струй на цилиндрическую заслонку воспринимается не электромеханическим преобразователем, а подшипниKQIBbpM узлом, на котором расположена заслонка. Кроме того, перемещение винтовых рабочих поверхностей цилиндрической заслонки в цилиндрической выточке тела следящего золотника обеспечи вает минимальный и IllocTQHHHûé зазор между цилиндрической заслонкой и цилиндрической поверхностью выточки в следящем золотнике, что гарантирует и обеспечивает строгую линейную зависимость между углом поворота цилиндрической засло нки и линейным перемещением следящего золотника. Таким образом, предлагаемая конструкция lII03Boляет существенно llloBbIc ITb как точность, так и быстродействие усилителя.
На фиг. 1 изображен предлагаемый электрогидравлический усилитель; на фиг. 2 — вид по стрелке Л на фиг. 1; на фиг. 3 — вид по стрелке Б на фиг. 1.
Усилитель содержит следящий золотник с приемными двумя соплами 1 и 2, каждое из которых соединено с соответствующей торцо.вой камерой 3, 4 плунжера следящего золотника 5. Ооа сопла 1, 2 частично или полностью перекрывает цилиндрическая поворотная заслонка 6, имеющая винтовые .рабочие llloверхности 7, i8, Цилиндрическая винтовая заслонка 6 раополагается в продольной цилинд. рической выточке 9, выполненной в плунжере следящего золотника 5, причем геометрическая ось,цилиндрической поверхности выточки, выполнен ной,на плунжере следящего золотника, совпадает с осью вращения цилиндрической заслонки 6, Таким образом, между цилиндрической поверхностью выточки и цилиндрической поверхностью заслонки 6 существует постоянный, одинаковый зазор а, не изменяющийся при любом положении плунжера следя щего золотника 5 и цилиндрической заслонки 6. О сь вращения 10 цилиндрической заслонки б расположенаilIapaллельно продольной оси (на правлени|о перемещения);плунжера C:Iåдя щего золотника 5 и со в падает с геометрической осью цилиндрической выточки 9 в теле плунжера следящего золотника 5. Цилиндрическая заслонка 6 представляет собой пластину, изогнутую так, что ее поверхность 11, обращенная к соплам 1, 2, является поверхностью кругового цилиндра. Цилиндрическая заслонка 6 расположена на одном рычаге 12 с якорем 13 электромеханического преобразователя 14 и поворачивается при подаче управляющего сигнала на обмотки 15 электромеханичвского преобразователя, на тот же угол, что и сам якорь 13 электромеханического преобразователя 14. Для обеспечения фиксации плунжера следящего золотника 5 от возможного поворота относительно его продольной оси в корпусе 16 следящего золотника расположена фиксирующая шпилька 17, входящая своим концом в цилиндрическое отверстие 18 в плунжере следящего золотника 5.
В корпусе 16 есть два отверстия 19, 20, соединяемые с упра вляемым органом (гидродвигателем, гидроцилиндром и т. д.), и отверстия, например 21, 22, соединяемые с источником давления рабочей среды. Геометрические размеры, цилиндрической заслolHки б (радиус .цилиндрической поверхности 11, угол наклона рабочих поверхностей 7, 8, длина и ширина заслонки) выбираются исходя из KDHIKppTHbIY технических требований к усилителю. Радиус цилиндрической выточки 9 — Р„ выполнен в соответствии с соотношением йа)Канзас.
Усилитель, работает следующим образом.
При симметричном расположении рабочих винтовых поверхностей 7, 8 цилиндрической заслонки 6 относительно приемных со пел 1, 2 давление в то рцовых камерах 3, 4 плунжера следящего золотника 5 одинаково (ввиду одина кового гидравлического сопротивления «сопло — заслонка» у обеих сопел 1, 2).
При подаче на электромеханический преобразователь 14 управляющего сигнала на обмотку 15 якорь 13 поворачивается, поворачивая при этом жестко закрепленную на нам цилиндрическую заслонку 6 с,BHHTQBblми рабочими поверхностями 7, 8. При этом происходит линейное смещение винтовых кромок ра бочих поверхностей 7, 8 относительно сопел
1, 2 плунжера следящего золотника 5, При этом, например, сопло 1 OTIKpblвается, а сопло
2 закрывается. B результате открытия сопла
1 и закрытия сопла 2 происходит перераспределение давления в торцовых камерах 3, 4 плунжера следящего золотника 5, и он смещается влево, осуществляя управление, потоками рабочей среды, идущими «от» и «к» гидродвигателю или иополнительному устройству через отверстия 19, 20!Н корпусе 16.
При смещении плунжера золотника 5 автоматически смещаются также и приемные сопла 1, 2, становясь в новое 1положение «гидравлического равновесия» относительно сместившейся цилиндрической заслонки 6 с винтовыми рабочими поверхностями 7, 8.
Ввиду того, что центр радиуса цилиндрической выточки 9 в плунжере следя щего золотника 5 совпадает с осью вращения 10 цилиндрической заслонки 6 с винтовыми рабочими поверхностями 7, 8 при,всех угловых положениях цилиндрической заслонки 6 и осевых положениях плунжера следящего золотника 5, между заслонкой 6 и соплами 1, 2 сохраняется сгрого постоянный зазор а, о пределяющий гидравлическое сопротивление «сопло — заслонка». Это обстоятельство наряду с наличием прямоугольных, окон в соплах позволяет осуществить исключительно линейное преобразование угла поворота цилиндрической заслонки 6 в линейное перемещение,плунжера
526723 с год следящего золотника 5. Симметричное расположение сопел 1, 2 относительно цилиндрической заслонки 6 полностью устраняет вращающий момент реакций струй, воспринимаемый электромеханическим лреобразователем, что позволяет существенно снизить его мощность и повысить,быстродействие усилителя.
Ис пользо вание усилителя с цилиндрической заслонкой позволяет пoiвыcить точность и быстродействие дросселbíûõ гидравлических cèстем управления, применяемых в станках с
ЧПУ, на транспорте, в авиации, в судовом гидравлическом приводе, в различном гидрофицированном технологическом ооорудовании.
Исключение влияния реакций струй, жидкости, воспринимаемых электромеханически м преобразователем, позволяет существенно, повысить общий коэффициент усиления усилителя, ето быстродействие и линейность характеристик.
Формула изобретения
Электрогидравличес кий усилитель, содержащий электромеханический преобразователь, связанный с цилиндрической поворотной заслонкой с винтовыми рабочими позерхностямн, и следящий золотник, в плунжере которого
BbDIIo;IHpHbl приемные сопла, о т л н ч а ю щ н йся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия усилителя, в плунжере следящего золотника выполнсна продольная Innлиндрическая выточка, геометрическая ось которой совпадает с осью вращения цилиндрической заслонки, napaллельной осн следящего
10 золотника, гыходныс кромки приемных сопел которого размещены на цилиндрической поверхности выточки, нрнчсм радиус цилиндрической выточки выполнен в соответствии с соотношением Я,)/(Р,„, где R,,„— радиус ци15 линдрической заслонки; К=1,00005 — -1,5.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.
20 1. Гамынин Н. С. и др. Гидравлический следящий при вод. М., «Ма шнностроенне», 1968.
2. Патент Франции № 2070736, кл. Г 15с
3/00, 1971.
3. Лвт. св. СССР J¹ 416465, кл. Г 15В 9/14, 25 28.11.72.