CS199007B1 - Zařízení pro synchronizaci chodu pístnic pracovních válců hydraulických systémů - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro synchronizaci chodu pístnic pracovních válců hydraulických systémů, fieěí problém regulace relativní rychlosti pohybu a relativní polohy pístnic těchto pracovních váleů jako regulované soustavy v průběhu jejich pracovního zdvihu.

Problém, který vynález řeší, se dotýká zejména víoeválcových zvedacích a podobných silových hydraulických systémů. U dosud známých zařízení se synchronní chod pístnic pracovních válců zajišluje využitím přímých i nepřímých metod synchronizace, které jaou kvalitativně odliěné v následujícími

Metody pří$é jsou založeny na přímém snímání poloh pístnic pracovních válců nebo polohy manipulovaného předmětu. Na tomto základě zjiětěné regulační odchylka se dále, po případném zesílení a transformaci, využívá k ovládání regulátoru dodávky kapaliny, který reguluje dodávku kapaliny do jednotlivých pracovních válců. Výhodou takovýchto regulačních obvodů bývá vysoká přesnost regulace, nebol tato metoda je z hlediska přesnosti optimální, a navíc se pro realizaci konkrétních zařízení používají prvky, využívající přesných, nejčastěji elektrických a elektronických, principů pro zajištění potřebné funkce. Potíže věak bývají se zástavbou takovýchto prvků, zpravidla spojenou s nutností vytváření elektrických instalací v prostoru pracovních válců a manipulovaného předmětu,

199 007 ion 007 což je obtížné zvláště tehdy, je-li požadováno jednoduché, spolehlivé zařízení s minimálními provozními nároky, pracující v podmínkách výbušného, vlhkého, chemicky agresivního, radioaktivního, znečišťovaného, nebo jinak ztíženého prostředí.

Metody nepřímé jsou založeny na regulování dodávky kapaliny do pracovních válců bez ohledu na skutečný průběh zdvihů pístnic jednotlivých pracovních válců. Již z posouzení tohoto regulačního programu plyne, že přesnost synchronizace chodu pístnic pracovních válců je zde obecně nižší než u zařízení, využívajících přímých metod, zvláště potom tehdy, vykonévají-li pracovní válce několik cyklů pracovních zdvihů za sebou, a nejsou-li přitom jejich klidové polohy korigovány mechanickými dorazy. Jěátě výraznější je tato nevýhoda u zařízení, kde se neprovádí regulace dodávky do pracovních váldů, ale pouze její dávkování, které se zajišťuje zpravidla spřaženými čerpadly nebo hydromotory. Výhodou takovýchto zařízení naopak bývá jednoduchost a provozní nenáročnost, a jsou sestavovány často jen z prvků hydraulického a mechanického typu, takže odpadá hutnost vytváření elektrických instalací v prostoru pracovních válců a manipulovaného předmětu.

Podstata zařízení pro synchronizaci chodu pístnic pracovních válců hydraulických systémů podle vynálezu spočívá v tom, že pístnice pracovních válců jsou pomocí primárních převodů spojeny se vstupními elementy diferenciálního mechanismu, zatímco výstupní element diferenciálního mechanismu je spojen pomocí sekundárního převodu s regulátorem dodávky kapaliny, jehož hydraulické část je součástí hydraulického obvodu napájení pracovních válců.

Samotný diferenciální mechanismus použitý v zařízení podle vynálezu, může být zkonstruován různě, např. Jako převodovka s kuželovými koly známá z konstrukce automobilů, jako planetový převod s čelními koly, jako řetězový, lanový, řemenový třecí, nebo pákový převod, ve kterém vždy velikost pohybu výstupního elementu je úměrná rozdílu velikostí pohybů vstupních elementů.

Oproti dosud známým zařízením přináší zařízení podle vynálezu nové účinky a vlastnosti především v tom, že využitím diferenciálního mechanismu jako měřicího členu regulačního obvodu, ve kterém regulační odchylka je definována jako diference zdvihů pístnic pracovních válců, je dána jednoduchá možnost přesného vyhodnocování regulační odchylky mechanickým způsobem. Tím se rozšiřují možnosti použití přímých metod synchronizace chodu pístnic pracovních válců hydraulických systémů ve ztížených podmínkách, přičemž při konstrukci zařízení a využitím předmětu vynálezu není nutno používat prvků elektrického a elektronického typu, jejichž použití ve ztíženém prostředí přináší s sebou problémy, spojené s otázkami jejich spolehlivosti, přesnosti, životnosti, údržby, respektování platných norem pro zástavbu a provoz elektrických instalací ve ztížených podmínkách.

Na výkresech je znázorněna aplikace předmětu vynálezu na příkladě jednoduchého hydraulického systému, jaký může být použit například pro zvedací zařízení, u něhož je

199 007 požadována synchronnost přímého i zpětného chodu dvou pracovních válců při vzájemně proměnném zatížení jejich píatnic.

Na obr. 1 je znázorněno schéma tohoto zařízení s diferenciálním mechanismem 1, který je proveden jako planetový, s čelními ozubenými koly. činnost zařízení při zvedání zátěže je následující:

Uzavírací ventil 6 je uzavřen. Po uvedení čerpadla £ do činnosti je kapalina z nádrže 2 Přes akční člen přímého chodu 2 ^a jednosměrné ventily přímého chodu 8 regulátoru dodávky kapaliny 2 dodávána do pracovních válců J, jejichž pístnice se začnou vysouvat; pohyby pístnie pracovních válců J jsou snímány primárními převody 2 ^a přeneseny na vstupní elementy 10 diferenciálního mechanismu 1. Vhodnou volbou převodových poměrů mezi elementy vnitřní struktury diferenciálního mechanismu 1 je dáno, že pokud pohyb pístnie pracovních válců J je synchronní, nenastává žádný pohyb výstupního elementu 11. a regulátor dodávky kapaliny 2 nemění režim své činnosti. Jestliže věak dojde k narušení synchronnosti chodu pístnie pracovních válců J například tak, že zdvih A je větší než zdvih B, potom diference těchto zdvihů se přenese primárními převody jg na vstupní elementy 10 diferenciálního mechanismu 1. Dále se tato regulační odchylka projeví odpovídajícím pohybem výstupního elementu 11, jehož velikost a smysl jsou úměrné velikosti a smyslu diference velikostí pohybů vstupních elementů 10. Pohyb výstupního elementu 11 diferenciálního mechanismu 1 se potom přenáší sekundárním převodem 12 na akční člen přímého chodu 2 regulátoru dodávky kapaliny 2, který zvýší průtočné množství kapaliny, dodávané do pracovního válce 2 se zdvihem B a sníží průtočné množství kapaliny, dodávané do pracovního válce 2 se zdvihem A. Po vypnutí čerpadle 4 se pístnice obou pracovních válců J zastaví. Spouštění zátěže nastává, jestliže se potom otevře uzavírací ventil 6. Kapalina z pracovních válců ,2 je potom vypouštěna přes jednosměrné ventily zpětného chodu 1β a akční člen zpětného chodu 14 regulátoru dodávky kapaliny 2 přes uzavírací ventil 6 zpět do nádrže 2· Regulace synchronního pohybu pístnie pracovních válců jt je zajištěna při tomto pohybu stejným způsobem, jako při zvedání zátěže. Je však zřejmé, že při stejném řídicím signálu, přiváděném do regulátoru dodávky kapaliny 2 sekundárním převodem 12 od diferenciálního mefehanlsmu 1, vyvozuje akční člen zpětného chodu 14 vůči průtočnému množství kapaliny, které jím protéká, regulační zásah v opačném symslu, než akční člen přímého chodu 2·

Na obr. 2 je nakresleno schéma téhož hydraulického systému, avšak diferenciální mechanismus 1 je zde proveden jako řetězový. Vstupními elementy 10 jsou zde řetězová kola, působící na řetěz 15. který, pokud obvodové rychlosti zubů řetězových kol, tvořících vstupní elementy 10 jsou stejné, se pohybují okolo satelitových řetězových kol 16, aniž vyvozuje axiální pohyb výstupního elementu 11. Diference v pootočení vstupních elementů 10 S6 potom projeví odpovídajícím axiálním pohybem výstupního elementu 11, který je úměrný regulační odchylce. Takováto funkce diferenciálního mechanismu 1 je opět zajištěna vhodnou volbou převodových poměrů ve vnitřní' struktuře diferenciálního mechanismu 1.

Claims (1)

1. Zařízeni pro synchronizaci chodu píatnic pracovních válců hydraulických systémů, sestávající z diferenciálního mechanismu a regulátoru dodávky kapaliny, vyznačené tím, že vstupní elementy (10) diferenciálního mechanismu (1) jsou pomocí primárních převodů (9) spojeny a píetnicemi pracovních válců (3) a k výstupnímu elementu (11) diferenciálního mechanismu (1) je připojen pomocí sekundárního převodu (12) regulátor dodávky kapaliny (2), jehož hydraulická část je součástí hydraulického obvodu napájení pracovních válců (3).