Следящий привод

 

1. СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД, содержащий магистрали нагнетания и слива, гидродвигатель с рабочими полостями, связанный с магистралями нагнетания и слива, управляющий гидрораспределитель, установленный в сливной магистрали, и корректирующий дросселирующий золотник, выполненный в виде плунжера, расположенного в корпусе с образованием торцовой полости, соединенной с магистралью нагнетания, и взаимодействующего с плунжером поршня, установленного с образованием управляющей полости, причем дросселирующие окна корректирующего золотника соединены с рабочими полостями гидродвигателя, а управляющая полость связана с управляющим гидрораспределителем, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и демпфирующих свойств, он снабжен двумя дополнительными двухпозиционными гидрораспределителями с торцовыми управляющими камерами, а управляющий гидрораспределитель выполнен с командными полостями и двумя подпружиненными гидроуправлиемыми толкателями, камеры управления которых связаны с управляющей полостью и междроссельной камерой корректирующ го золотника через один из доролиительных гидрораспределителей, а другой дополнительный гидрораспределитель установлен в гидролйниях,. связы .Ъающих рабочие полости гидродвигателя И корректирующий золотник, управляющая полость и междроссельиая камера которого связаны между собой через дроссель, при этом торцовые управляющие камеры дополнительных гидрораспределителей связаны гл гидролиниями с командными полостями управляющего гидрораспределителя. 2. Привод по п. 1, отличающийся , что дросселирующие окна управляющего гидрораспределителя сообщены между собой .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,Я0„„1060821

g(gg F 15 В 11/05

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOlVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3410520/25-06 (22) 19.03.82 (46) 15.12.83. Бюл. №. 46 (72) А. Ф. Герасимов, Л. П. Константинов и С. Н. Пьяных (53) 621.525 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 705159, кл. F 15 В 11/09, 1976. (54) (57) 1. СЛЕДЯШИР1 ПРИВОД, содержащий магистрали нагнетания и слива, гидродвигатель с рабочими полостями, связанный с магистралями нагнетания и слива, управляющий гидрораспределитель, установленный в сливной магистрали, и корректирующий дросселирующий золотник, выполненный в виде плунжера, расположенного в корпусе с образованием торцовой полости, соединенной с магистралью нагнетания, и взаимодействующего с плунжером поршня, установленного с образованием управляющей полости, причем дросселирующие окна корректирующего золотника соединены с рабочими полостями гидродвигателя, а управляющая полость связана с управляющим гидрораспределителем, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и демпфирующих свойств, он снабжен двумя дополнительными двухпозициоииыми гидрораспределителями с торцовыми управляющими камерами, а управляющий гидрораспределитель выполнен с командными полостями и двумя подпружиненными гидроуправляемыми толкателями, камеры управления которых связаны с управляющей полостью и междроссельной камерой корректирующего золотника через один из доролиительиьи гидрораспределителей, а другой дополнительный гидрораспределитель установлен в гидролиииях, связывающих рабочие полости гидродвигателя и корректирующий золотник, управляющая полость и междроссельиая камера которого связаны между собой через дроссель, при д этом торцовые управляющие камеры допол- В иительных гидрораспределителей связаны гидролиииями с командными полостями управляющего гидрораспределителя. (2. Привод по п. l, отличающийся тем, что дросселирующие окна управляющего: 2 гидрораспределителя сообщены между со. бой.

Ю!

06082!

Изобретение относится к исполнительным устройствам систем управления и, регулирования и может быть использовано в гидросистемах станков и промышленных роботов.

Известно устройство, содержащее магистрали нагнетания и слива, гидродвигатель с рабочими полостями. связанный с магистралями нагнетания и слива, управляющий гидрораспределитель, установленный в сливной магистрали и корректирую- )0 ший дросселирующий золотник, выполненный в виде плунжера, расположенного в корпусе с образованием торцовой полости, соединейной с магистралью нагнетания и взаимодействующего с плунжером поршня, установленного с образованием управляющей полости, причем дросселирующие окна корректирующего золотника соединены с рабочими полостями гидродвигателя, а управляющая полость связана с управляющим гидрораспределителем !1).

Недостатком известного устройства являются малое быстродействие и малый запас устойчивости (малое демпфирование) при управлении большой инерционной нагрузкой. .!5

Цель изобретения — повышение быстродействия и демпфируюших свойств при сохранении жесткости механической характеристики.

Указанная цель достигается тем, что сле дящий привод, содержащий магистрали на- З0 гнетания и слива, гидродвигатель с рабочими полостями, связанный с магистралями нагнетания и слива, управляющий гидрораспредеЛитель, установленный в сливной магистрали и корректирующий дросселируюший золотник, выполненный в виде плунже- 35 ра, расположенного в корпусе с образованием торцовой полости, соединенной с магистралью нагнетания и взаимодействуюшего с плунжером поршня, установленного с образованием управляющей полости, при40 чем дросселирующие окна корректирующего золотника соединены с рабочими полостями гидродвигателя, а управляющая полость связана с управляющим гидрораспределителем, снабжен двумя дополнительными двухпозиционными гидрораспределителями 4S с торцовыми управляюгцими камерами, а управляющий гидрораспределитель выполнен с командными полостями и двумя подпружиненными гидроуправляемыми толкателями, камеры управления которых связаны с управляющей полостью и междроссельной камерой корректирующего золотника через один из дополнительных гидрораспределителей, а другой дополнительный гндрораспределитель установлен в гилролиииях, связывающих рабочие полс1сги псдродвигателя и коррсктирукнций золотник, уч!являющая полость и междросссельная камс ра которого свяьаньс между собой чс рес дрос.:ель, при этом торцовые управляющие камеры дополнительных гидрораспределителей связаны гидролиниями с командными полостями управляющего гидрораспределителя.

Кроме того, дросселирующие окна управляющего гидрораспределителя сообщены между собой.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема привода; на фиг. 2 — график перемещения золотника (совместно с поршнем), на фиг. 3 — то же, переходного процесса по скорости гидродвигателя (расхода жидкости, вытесняемой из гидродвигателя); на фиг. 4 — то же, изменения скорости золотника (перепад давления на датчике

ОС вЂ”; на фиг. 5— то же, изменения ускорения гидродвигателя.

Следящий привод, содержит магистрали нагнетания 1 и слива 2, гидродвигатель 3 с рабочими полостями 4 и 5, связанный с магистралями нагнетания l и слива 2, управляющий гидрораспределитель 6, установленный в сливной магистрали 2 и корректирующий двухпозиционный дросселирующий золотник (не обозначен), выполненный в виде плунжера 7, расположенного в корпусе (не обозначен) с образованием торцовой полости 8, соединенной с магистралью нагнетания 1 и взаимодействующего с плунжером поршня 9, установленного с образованием управляющей полости 10, причем дросселирующие окна 1 и 12 корректирующего золотника соединены с рабочими полостями 4 и 5 гидродвигателя 3, а управляющая полость 10 связана с управляющим гидрораспределителем 6, два дополнительных двухпозиционных гидрораспределителя 13 и 14 с торцовыми управляющими камерами (не обозначены), управляющий гидрораспределитель 6 выполнен с командными полостями (не обозначены) и двумя подпружиненными гидроуправляемыми толкателями 15 и 16, камеры управления !7 и 18 которых связаны с управляющей полостью 10 и междроссельной камерой 19 корректирующего золотника через один из дополнительных гидрораспределителей 14, а другой дополнительный гидрораспределитель 13 установлен в гидролиниях (не обозначены), связывающих рабочие полости 4 и 5 гидродвигателя 3 и корректирующий золотник, управляющая полость 0 и междроссельная камера 19 которого связаны между собой через дроссель 20, при этом торцовые управляющие камеры дополнительных гидрораспределителей 13 и 14 связаны гидролиниями (не обозначены) с командными полостями управляющего гидрораспределнтеля б, кроме того, дросселирукгщне окна (нс обозначены) управляющего гидрораспределителя б сообщены между собой.

Следящий прин л работает сззедукпсгим образом.

1060821

При подаче в командные полости управляющего гилрораспределителя 6 сигнала управления Х -- в виде перепада давления, плунжер 7 золотника смещается на величину, соответствующую командному сигналу (например вправо по схеме) . Управляющая полость 10 соединяется при этом через дроссель 20 и левое дросселирующее окно управляющего гидрораспределителя 6 со сливной магистралью 2. Давление подпора, подведенное к торцовой полости 8, обеспе- 0 чивает при этом перемещение (Z) плунжера 7 и поршня 9 из исходного положения вниз (см. фиг. 2), подсоединение рабочих полостей 4 и 5 гидродвигателя 3, через гидрораспределитель 13, дросселирующие окна 11 и 12 золотника к магистралям нагнетания и слива 2, и разгон гидродвигателя 3 (см. фиг. 3). Поскольку до набора им заданной скорости расход Я, вытесняемый . из полости 4 гидродвигателя, меньше расхода Яо, заданного УГ (Qa — Qq>0), расход Я1 дополняется до заданного поступлением жидкости из управляющей полости 10— расход Q„. При этом Q4+ Qп — — Qо. Поршень 9 вместе с плунжером 7 при этом перемешаются вниз (см. фиг. 2), увеличивая площади дросселируюших окон 11 и 12. 2s

При превышении гидродвигателем 3 заданной скорости расход Qq становится больше заданного Я, т.е. Яр — Qq < О. Излишек жидкости Q,„=Яч — Яо будет поступать в управляющую полость 10, обуславливая смещение поршня 9 и плунжер 7 вверх, З0 запирание дросселирующих окон 1! и 12 и торможение гидродвигателя 3.

В установившемся состоянии Q = Q .

Плунжер 7 занимает положение, соответст-. вующее равенству всех сил, действующих на исполнительный орган гидродвигателя 3.

При этом точность задания расхода Q > через управляющий гидрораспределитель 6, а соответственно и точность стабилизации расхода <„ вытесняемого из гидродвигателя 3 (его скорости) независимо от вели40 чины внешнеи нагрузки обеспечивается стабилизацией давления в управляющей полости 10, и соответственно, перед управляющим гидрораспределителем 6. Оно определяется, очевидно, величиной подпорного давления в камере 8 и отношением торцовых 4s площадей плунжера 7 и поршня 9.

При изменении скорости гидродвигателя 3, например, по причине изменения внешней нагрузки, нарушается равенство Qq =

= (;4, что влечет за собой появление рас. хода Яп 4 О, соответствующую перестановку системы поршень 9 -- плунжер 7 и приведение системы привода в исходное состояние, когда Q == Qo, а (.)и —— О.

Если положение плунжера 7 в описанной схеме определяет скорость гидродвигателя 3, то его скорость. определяет ускорение последнего. Поэтому, когда при движении плунжера 7 (поршня 17 — Z ф 0 см. фиг. 4) на дросселе 20 возникает перепад давления, соответствующий его скорости, который подводится в камеры управления 17 и 18 и определяет дополнительное смещение плунжера 7, последнее будет пропорционально ускорению гидродвигателя 3. Важно, что сигнал ОС, передаваемый на золотник управляющего гидрораспределителя 6 1УГ, будет опережать по фазе сигнал ускорения гидродвигателя 3 (см. фиг. 4 и 5).

До набора гидродвигателем заданной скорости в те моменты, когда его скорость оказывается меньше заданной в переходном процессе, т.е. когда Qo — Qq)0 и золотник с поршнем 9 движутся вниз, перепад давления, создающийся на дросселе 20 будет способствовать дополнительному смещению золотника управляющего гидрораспределителя 6 вправо. Последнее приводит к увеличению (в переходном процессе) задаваемого расхода Q т.е. усилению неравенства

Q0) Яц, дополнительному приращению скорости поршня 9 и золотника и форсированию разгона гидродвигателя 3. По мере увеличения расхода Я1, расход Q уменьшается — уменьшается скорость управляющего гидрораспределителя 6. При скорости золотника, близкой к нулю, (Я Я, Я, 0) дополнительная сила воздействия на золотник управляющего гидрораспределителя 6 становится равной нулю.

Когда скорость гидродвигателя 3 становится больше заданной, например в колебательном переходном процессе, сигнал ОС обусловливает смещение золотника управляющего гидрораспределителя 6 влево, уменьшение (в переходном процессе) задаваемого расхода Q, и усиление неравенства

Я )Q,. Последнее обуславливает интенсивное торможение гидродвигателя до обеспечения равенства Qq = Q>.

При изменении знака командного сигнала гидрораспределители 13 и 14 обеспечивают. изменение направления движения гидродвигателя 3 и изменение знака корректирующего перепада давления, подаваемого в камеры управления 17 и 18.

Таким образом, введение в схему корректирующего устройства, осуществляющего фазооперажаюшую ОС по ускорению гидродвигателя с введением одноплечевого управления, позволяет повысить ее быстродействие, демпфируюшие свойства (запас устойчивости) при сохранении основного достоинства †. жесткости механической характеристики. Причем, фазовый сдвиг, создаваемый на выходе такого КУ позволяет наиболее рационально использовать ОС по ускорению гидродвигателя.

l 060821

Редактор М. Товтин

Заказ 9999 35

Составитель Ю. Степнов

Техред И. Верес Корректор А. Знмокосов

Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4