CS261418B1

CS261418B1 - Servo system with position backfeed

Info

Publication number: CS261418B1
Application number: CS873432A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Ing Galba
Original assignee: Galba Vladimir
Priority date: 1987-05-13
Filing date: 1987-05-13
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS343287A1

Description

Vynález sa týká servomechanizmu s polohovou spatnou vazbou určeného pre riadenie polohy výkyvnej došky axiálneho hydrostatického prevodníka so šikmou doskou.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positional feedback servomechanism for controlling the position of a tilting thatch of an axial hydrostatic transducer with an inclined plate.

Požadavky na riadenie axiálnych hydrostatických prevodníkov použitých v pohonných systémoch mo cílných strojov sú velmi různorodé. Pri. velkosériovej výrobě je z hradiska výrobců servomechanizmu výhodné, ak může čo najviac týchto požiadaviek splnit s minimálnou obměnou základného prevedenia a tým aj s najmenšími nárokmi na rozsah výroimého zariadenia. V případe známého vetkosériovo vyrábaného axiálneho hydrostatického prevodníka s výkyvnou doskou je servomechanízmus riešený tak, že na pohonnom hriadeli otočné uloženom v telese je zvonku na drážkovaní upevněná ovládacia páka. Vo vnútri telesa je na pohonnom hriadeli pevne uložená jednoramenná páka opatřená prvým čapom, ktorého os je rovnoběžná s pohonným hriadelom, na ktorom je ďalej uložená otočná páka opatřená druhým čapom, ktorý je rovnoběžný s prvým čapom. Vzájomná poloha prvého a druhého čapu je ovplyvňovaná predpatou skrutnou pružinou, uloženou na pohonnom hriadeli a opatřenou zahnutými koncami, ktoré sa v predpatom stave opierajú o prvý a druhý čap. Otočná páka je pomocou tiahla spojená s medzilahlým bodom spátnovázobnej páky, ktorej jeden koniec je pomocou ďalšieho tiahla spojený s výkyvnou doskou a druhý koniec je připojený k riadiacemu posúvaču, na ktorom sú vytvořené riadiace hrany. Riadiaci posúvač je v telese nastavitelné polohovaný pomocou predpátej pružiny a závitového spojenia. V případe potřeby hydraulického ovládania takéhoto servoventilu sa na jeho teleso umiestňuje dvojčinný hydraulický válec, ktorého piest je pomocou medzičlánku spojený s ovládacou pákou. Nevýhodou takéhoto riešenia sú velké zástavbové rozměry dvojčinného hydraulického valca, z čoho vyplývá aj jeho velká hmotnosť a vysoká cena. Tieto nevýhody v podstatnej miere bránia širšiemu použřvaniu hydraulického prevodníka. Známe sú tiež ďalšie prevedenia servomechanizmu s hydraulickým ovládáním, ktoré sú však natolko odlišnej konštrukcie, že sú na výrobných zariadeniach určených na výrobu skůr uvedených servomechanizmov nevyrobitelné a ich výroba si vyžaduje strojně zariadenie iného typu.The requirements for the control of axial hydrostatic transducers used in drive systems of the target machines are very diverse. At. Large-scale production is advantageous from the point of view of servomechanism manufacturers, if it can meet as many of these requirements as possible with a minimum variation of the basic design and hence with the smallest demands on the scope of the sophisticated equipment. In the case of a known mass-produced axial hydrostatic transducer with a pivot plate, the servo mechanism is designed such that a control lever is mounted externally on the spline on the drive shaft rotatable in the housing. Inside the housing there is a fixed single-arm lever provided on the drive shaft provided with a first pin whose axis is parallel to the drive shaft, on which the pivoting lever is further provided with a second pin parallel to the first pin. The relative position of the first and second journals is influenced by a bias spring coil mounted on the drive shaft and provided with bent ends that abut in the biased condition on the first and second pins. The pivot lever is connected to the intermediate point of the feedback lever by means of a tie rod, one end of which is connected to the pivot plate by means of another tie rod and the other end is connected to a control slider on which the control edges are formed. The control slider is adjustable in the body by means of a pre-tensioned spring and a threaded connection. If a hydraulic actuation of such a servo valve is required, a double-acting hydraulic cylinder is placed on its body, the piston of which is connected to the control lever by means of an intermediate link. The disadvantage of such a solution is the large installation dimensions of the double-acting hydraulic cylinder, which results in its high weight and high price. These disadvantages substantially hinder the wider use of the hydraulic transducer. Other embodiments of a servo with hydraulic control are also known, but they are of such a different construction that they are unmanageable on production facilities for the production of the skins of said servomechanisms and their production requires machinery of a different type.

Uvedené nevýhody odstraňuje servomechanizmus s polohovou spatnou vazbou pozostávajúci z telesa, v ktorom je otočné uložený hriadel, ktorý má na konci vyčnievajúcom z telesa pevne uloženú nastavovaCiuThese disadvantages are overcome by a positional feedback servomechanism consisting of a body in which a shaft is rotatably mounted and has a fixed bearing at the end projecting from the body.

261413 páku a vo vnútri telesa je na hriadeli pevne uložená jednorainenná páka opatřená prvým čapom, o ktorý sa opiera jeden koniec skrutnej pružiny, ktorá je v telese umiestnená súoso s hriadeíom a druhý koniec, ktorej sa opiera o druhý čap otočnej páky otočne uloženej na hriadeli a pomocou prvého tiahla spojenej s medziíahlým bodom spátnovázobnej páky, ktorej jeden koniec je spojený s výkyvnou doskou prevodníka a jej druhý koniec je spojený s riadiacim posúvačom posuvné uloženým v telese podía vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že riadiaci posúvač válcového tvaru je opatrený nákružkom, ktorého priemer je vačší, ako priemer riadiaceho posúvača a je na ňom vytvořená koncová časť, ktorej priemer je zhodný s priemerom riadiaceho posúvača a ktorá je spolu s nákružkom uložená v puzdre upevnenom v telese súoso s riadiacim posúvačom, pričom priestor, v ktorom je umiestnený nákružok je z oboch stráň napojený na přívod riadiaceho tlakového signálu a nastavovacia páka je s telesom zviazaná pomocou nastavovacieho mechanizmu. Nastavovací mechanizmus pozostáva z došky, ktorá je pevne spojená s telesom a v ktorej sú oproti sebe uložené dve skrutky opierajúce sa svojici čelami o nastavovaciu páku umiestnenú medzi nimi. Otočná páka má vytvořený náboj, na ktorom je nasunutá skrutná pružina.261413 lever and inside the body is fixed on the shaft single-arm lever provided with a first pin on which is supported one end of the coil spring, which is located in the body coaxial with the shaft and the other end, which rests on the second pivot lever rotatably mounted and by means of a first linkage connected to an intermediate point of the feedback lever, one end of which is connected to a pivot plate of the converter and the other end thereof is connected to a control slide slidably disposed in the body according to the invention; the diameter of which is greater than the diameter of the control slider and has an end portion thereof, the diameter of which coincides with the diameter of the control slider and which, together with the collar, is housed in a housing fixed in the housing coaxially with the control slider; the collar is connected from both sides and the adjusting lever is connected to the body by means of an adjusting mechanism. The adjusting mechanism consists of a thatch which is rigidly connected to the body and in which two screws are supported against each other supporting their faces on the adjusting lever located between them. The pivot lever has a hub formed on which a torsion spring is inserted.

Výhodou takto vytvořeného servomechanizmu je, že je vo velkej miere konštrukčne zhodný s mechanicky ovládaným servomechanizmom, čo umožňuje s minimálnymi nárokmi na nové investície využívat pre jeho výrobu povodně strojně zariadenie. Servomechanizmus s polohovou spatnou vazbou podlá vynálezu je vhodný pre všetky aplikácie, kde je možné využit' tlakovo riadený hydraulický signál napr. na dialkové hydraulické ovládanie, na elektrické ovládanie s využitím elektrohydraulických redukčných ventilov, ako aj na niektoré druhy hydraulických regulácií, pričom zástavbové rozměry a hmotnost servomechanizmu sa v porovnaní s povodným servomechanizmom s ručným ovládáním nezváčší.The advantage of this type of servomechanism is that it is largely structurally identical to mechanically operated servomechanism, which allows to use the machine for the production of floods with minimal demands for new investments. The position feedback servomechanism according to the invention is suitable for all applications where a pressure-controlled hydraulic signal, e.g. for remote hydraulic control, for electric control using electrohydraulic pressure reducing valves, as well as for some types of hydraulic control, whereby the installation dimensions and the weight of the servo are not increased compared to the flood servo with manual control.

Na připojených výkresoch je znázorněný příklad prevedenia servomechanizmu s polohovou spatnou vazbou podía vynálezu, kde je na obr. 1 pozdížny rez servomechanizmom a schematické pripojenie k hydraulickému obvodu prevodníka, na obr. 2 priečny rez servomechanizmom v mieste hriadela, na obr. 3 znázorněné zabudovanie skrutnej pružiny pri činnosti a na obr. 4 pohlad na nastavovací mechanizmus.The accompanying drawings show an exemplary embodiment of a positional feedback servomechanism according to the invention. 1 shows a longitudinal section through the servo mechanism and a schematic connection to the hydraulic circuit of the converter, FIG. 2 is a cross-sectional view of the servomechanism at the shaft location, FIG. 3 shows the installation of the coil spring in operation and FIG. 4 shows a view of the adjusting mechanism.

Servomechanizmus pozostáva z telesa 1, v ktorom je otočné uložený hriadel 2 opatřený na konci vyčnievajúcom z telesa 2 drážkováním 21, na ktorom je upevněný jeden koniec nastavovacej páky 22, zviazanej s telesom 1 pomocou nastavovacieho mechanizmu 23. Nastavovací mechanizmus 23 pozostáva z došky 25, ktorá je pevne spojená s telesom 1 a v ktorej sú oproti sebe uložené dve skrutky 24, medzi ktorými je umiestnená nastavovacia páka 22 tak, aby sa čelá skrutiek 24 opierali o jej druhý koniec. Proti pootočeniu sú skrutky 24 zaistené maticami 26. Ďalej je v priestorem telesa 1 na hriadeli 2 pevne uložená jednoramenná páka 27 opatřená prvým čapom 28, o ktorý je opretý jeden koniec skrutnej pružiny 7 nasunutej na predíženom náboji 31 otočnej páky 3, uloženej na hriadeli 2 a opatrenej druhým čapom 32, o ktorý je opretý druhý koniec skrutnej pružiny 7. Otočná páka 3 je pomocou prvého tiahla 33 spojená s medzilahlým bodom 41 spátnovázobnej páky 4, ktorej jeden koniec je pomocou prvého koncového čapu 42 a druhého tiahla 44 spojený s výkyvnou doskou hydrostatického prevodníka a druhý koniec je pomocou druhého koncového čapu 43 spojený s riadiacim posúvačom 5. Riadiaci posúvač 5 je válcového tvaru a je na ňom vytvořený jednak nákružok 51, ktorého priemer D2 je váčší ako priemer Di riadiaceho posúvača 5 a jednak koncová časť 52, ktorej priemer D3 je zhodný s priemerom Di riadiaceho posúvača 5. Nákružok 51 je uložený v puzdre 6 upevnenom v· telese 1 súoso s riadiacim posúvačom 5, pričom priestor, v ktorom je nákružok 51 uložený, je z oboch stráň napojený na přívod 11, 12 riadiaceho tlakového signálu.The servomechanism consists of a body 1 in which the rotatably mounted shaft 2 is provided with a groove 21 at the end protruding from the body 2, on which one end of the adjusting lever 22 is fastened to the body 1 by means of the adjusting mechanism 23. which is rigidly connected to the body 1 and in which two screws 24 are arranged opposite one another, between which the adjusting lever 22 is arranged so that the faces of the screws 24 rest against its other end. Screws 24 are secured against rotation by nuts 26. Furthermore, in the space of the body 1 on shaft 2 is fixedly fixed single-arm lever 27 provided with a first pin 28 on which is supported one end of the coil spring 7 sliding on the extended hub 31 of rotary lever 3 mounted on shaft 2. and provided with a second pin 32 on which the other end of the coil spring 7 is supported. The pivot lever 3 is connected by means of a first rod 33 to an intermediate point 41 of the feedback lever 4, one end of which is connected to the pivot plate The hydrostatic transducer and the other end are connected by means of the second end pin 43 to the control slide 5. The control slide 5 is of cylindrical shape and is formed on the one hand by a collar 51 whose diameter D2 is heavier than the diameter D1 of the control slide 5 and the diameter D3 is identical to the diameter D1 of the control slider 5. The collar 51 is ul In the housing 6 fixed in the body 1 coaxially with the control slide 5, the space in which the collar 51 is received is connected from both sides to the pilot pressure signal inlet 11, 12.

Základná poloha servomechanizmu, ktorá je určená polohou riadiaceho posúvača 5 voči telesu 1 a tomu odpovedajúcou polohou výkyvnej došky sa nastavuje pomocou nastavovacej páky 22 a nastavovacieho mechanizmu 23. Prakticky sa to realizuje tak, že nastavovacia páka 22 sa vo vhodnej polohe nasunie na drážkovanie 21 hriadela 2 a jej přesné nastavenie sa doladí pomocou skrutiek 24. Keď sa potom počas prevádzky privedie napr. prívodom 11 riadiaci tlakový signál na 1'avú stranu nákružku 51, bude tlak posobiť na medzikruhovej ploché ohrpničenej priemerom Di riadiaceho posúvača 5 a. priemerom D2 nákružku 51. Posobením sily vyvodenej týmto tlakom sa presunie riadiaci posúvač 5 vpravo, čím sa napájact kanál 13 přepojí s ovládacím kanálom 14. Pohyb riadiaceho posúvača 5 sa cez spátnuvázobnú páku 4 a prvé tiahlo 33 prenesie na druhý čap 32, ktorý sa presunie proti směru otáčania hodinových ručičiek a žváčší tak čiastočne predpátie skrutnej pružiny 7. Tým sa však poruší rovnováha sil na spatnovázobnej páke 4 a vyrovnáme sil nastane až vtedy, keď sa výkyvná doska přestaví do žiadanej polohy. Súčasne s tým sa doladí aj poloha riadiaceho posúvača 5 voči telesu 1 a na riadiacich hranách riadiaceho posúvača 5 sa vytvoří potřebný ovládací tlak pre servovalce ovládajúce polohu výkyvnej došky. Rovnako na skrutnej pružině 7 sa vyvodí moment, ktorý cez pákový mechanizmus servomechanizmu vytvoří silovú rovnováhu so silou, ktorú vyvodzuje ovládací tlak na medzikruhovej ploché nákružku Sl. Funkcia servomechanizmu je symetrická pri přestavovaní do obidvoch smerov, čo je zabezpečené rovnosťou medzikruhových ploch na obidvoch stranách nákružku 51, jedinou skrutnou pružinou 7, ktorá má pri přestavovaní v obidvoch smeroch rovnakú charakteristiku, ako aj geometrickým usporiadaním pákového převodu servomechanizmu.The basic position of the servo mechanism, which is determined by the position of the control slider 5 relative to the body 1 and the corresponding position of the pivoted thatch, is adjusted by the adjusting lever 22 and the adjusting mechanism 23. This is practically realized by sliding the adjusting lever 22 into the groove 21 in a suitable position. 2 and its precise adjustment is fine-tuned by means of screws 24. by supplying a control pressure signal to the left-hand side of the collar 51, the pressure will be pushed to the annular flat endangered by the diameter D1 of the control slider 5a. By actuating the force exerted by this pressure, the steering slider 5 is moved to the right, whereby the feed channel 13 is connected to the control channel 14. The movement of the steering slider 5 is transferred via the return lever 4 and the first rod 33 is transferred to the second pin 32 which counterclockwise and thus partially preloading the coil spring 7. However, this does not disturb the balance of forces on the low-speed lever 4 and the equalized forces only occur when the pivot plate is moved to the desired position. At the same time, the position of the control slide 5 relative to the body 1 is also tuned and the necessary control pressure is created at the control edges of the control slide 5 for servants controlling the position of the pivot thatch. Similarly, a torque is exerted on the helical spring 7 which creates a force equilibrium through the servo mechanism lever with the force exerted by the control pressure on the annular flat collar S1. The servo function is symmetrical when adjusted in both directions, which is ensured by the equality of the annular surfaces on both sides of the collar 51, by a single coil spring 7 which has the same characteristics when adjusted in both directions as well as the geometrical arrangement of the servo gear lever.

Predížený náboj 31 ako pevná súčasť otočnej páky 3 znižuje vnútorné sily v servomechanizme, ktoré sa nepriaznivo podieTajú na hysterézii servomechanizmu. Hodnota riadiaceho tlaku je závislá na velkosti medzikruhovej plochy nákružku 51, na charakteristike skrutnej pružiny 7 a na pákovom převode servomechanizmu.The elongated hub 31 as a fixed part of the pivot lever 3 reduces the internal forces in the servo which adversely affect the servo hysteresis. The value of the control pressure depends on the size of the annular surface of the collar 51, the characteristics of the coil spring 7 and the lever transmission of the servo mechanism.

Claims

1, a positional feedback servomechanism consisting of a body in which a shaft is rotatably mounted, having a adjusting lever fixed at the end projecting from the body, and a single-arm lever fixed to the shaft with a first pin on which one is supported an end of a coil spring disposed coaxially with the shaft in the body; and a second end supported on the second pivot of the pivot lever mounted on the shaft and by the first rod. connected to an intermediate point of the feedback lever, one end of which is connected to the pivot plate of the converter and the other end thereof is connected to a control slide slidably disposed in the housing, characterized in that a flange f51 is formed on the control slide (5j) whose diameter (D2] is heavier than the diameter (Dij of the control slider (5) and secondly, the end portion (52) of which ynAlezu diameter (D3) is identical to the diameter (Dij of the control slider (5)) and 51) housed in a housing (6) mounted in a body (11a coaxially with the control slider (5), the space in which the collar (51) is located connected from both sides to the pilot pressure signal inlet (11, 12) and the adjusting lever (22) is corrugated with the body (1) by means of the adjusting mechanism (12).

The servo mechanism according to claim 1, characterized in that the adjusting mechanism (23) consists of a thatch (25) which is rigidly connected to the body (1) and in which two screws (24) resting against each other on the adjusting faces are aligned. a lever (22) positioned therebetween.

3. The servo mechanism according to claim 1, characterized in that the pivot lever (3) has a hub (31) on which the coil spring (7) is inserted.