CS261432B1

CS261432B1 - Servo system with position feedback

Info

Publication number: CS261432B1
Application number: CS874524A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Ing Galba
Original assignee: Galba Vladimir
Priority date: 1987-06-19
Filing date: 1987-06-19
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS452487A1

Abstract

Servomechanizmus s polohovou spatnou vazbou je určený pre riadenie polohy výkyvnej došky axiálneho hydrostatického prevcdníka. Servomechanizmus pozostáva z telesa, v ktorom je otočné uložený hriadel, na ktorom je uložená nastavovacia páka opatrená na prvom ramene prvým čapom. O prvý čap sa opiera jeden koniec skrutnej pružiny umiestnenej v telese súoeo s hriadelom. Druhý koniec skrutnej pružiny sa opiera o druhý čap otočnej páky uloženej na hriadeli a pomocou tiahla spojenej s medzilahlým bodom spatnovázobnej páky. Jeden koniec spatnovázobnej páky je spojený s výkyvnou doskou prevodníka a jej druhý koniec je spojený s riadiacim posúvačom uloženým v telese. Podstata riešenia je v tom, že na riadiacom posúvači je vytvořený jednak nákružok, ktorého priemer je váčší ako priemer riadiaceho posúvača a jednak koncová časť, ktorej priemer je zhodný s priemerom riadiaceho posúvača. Koncová časť spolu s nákružkom je uložená v puzdre upevnenom v telese súoso' s riadiacim posúvačom. Priestor, v ktorom: je umiestnený nákružok je z oboch stráň napojený na přívod riadiaceho tlakového signálu a druhé rameno nastavovacej páky je pomocou nastavovacietm mechanizmu prestavitelne spojené s telesom.Position servo servo the binding is designed to control the pivot position axial hydrostatic prevcdníka. The servomechanism consists of body in which the shafts are mounted, on which the adjusting lever is provided on the first arm by the first pin. One end of the bolt rests on the first pin a spring located in the body of the shaft with the shaft. The other end of the coil spring is rests on the second pivot lever pivot on the shaft and using the pull rod associated with intermediate point of the lever. One end of the lever is connected with the converter swing plate and its the other end is connected to the control slide stored in the body. The essence of the solution it is that the control slider is created first, a collar whose diameter is greater than the control slider a on the one hand, the end portion whose diameter is equal to the control slide diameter. The end portion together with the collar is mounted in a housing mounted in a body coaxially with the control slide. The space in which: it is located the collar is connected to both sides for the control pressure signal supply and the second arm of the adjusting lever is assisted adjustable mechanism associated with the body.

Description

Vynález sa týká servoipechanizmu s polohovou spatnou vázbou určeného pre riadenie polohy výkyvnej došky axiálneho hydrostatického prevodníka.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positional backward servo mechanism intended to control the position of the oscillating thatch of an axial hydrostatic transducer.

Požiadavky na riadenie axiálnych hydrostatických prevodnlkov použitých v pohonných systémoch mobilných strojov sú velmi různorodé. Pri vetkosériovej výrobě je z hladiska výrobců servomechanizmu výhodné, ak může čo najviac týchto požiadaviek splnit s minimálnou obměnou základného prevedenia a tým aj s najmenšími nárokmi na rozsah výrobného zariadenia. V případe známého velkosériovo vyrábaného axiálneho hydrostatického prevodníka s výkyvnou doskou je servomechanizmus riešený tak, že na pohonnom hriadeli otočné uloženom v telese je zvonku na drážkovaní upevneiná 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 predpátou skrutnou pružinou, uloženou na pohonnom hriadeli a opatřenou zahnutými koncami, ktoré sa v predpátom stave opierajú o prvý a druhý čap. Otočná páka je pomocou tiahla spojená s medzilahlým bodom spátnovSzobnej páky, ktorej jeden koniec je pomocou dalšieho 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 predpatej pružiny a závitového spojenia. V případe potřeby hydraulického! ovládania takéhoto servovemtila sa na jeho teleso umiestňuje dvojčinný hydraulický válec, ktorého piest je pomocou medzičlánku spojený s ovládačem pákou. Nevýhodou takéhoto riešenia sú vel'ké zástavbové rozměry dvojčinného hydraulického valca, z čoho vyplývá aj jeho velká hmotnost a vysoká cena. Tieto nevýhody v podstatnej miere bránia širšiemu používaniu hydraulického ovládania takýchto servoventilov axiálneho hydrostatického prevodníka. Známy hydraulicky ovládaný servomechanizmus podlá AO číslo 261418 je odvodený od velkosériovo vyrábaného mechanicky ovládaného servomechanizmu a pozostáva z telesa, v ktorom je otočné uložený hriadet, ktorý má na konci vyčnievajúcom z telesa upevnenú nastavovaciu páku, ktorá je pomocou nastavovacieho mechanizmu pevne spojená s telesom. Vo vnútri telesa je na hriadeli pevne uložená jednoramenná páka opatřená prvým čapom, o ktorý sa opiera jeden koniec skrutnej pružiny, ktorá je v telese umiestnená súoso s hriadelom. Druhý koniec skrutnej pružiny sa opiera o druhý čap otočnej páky uložené j na hriadeli a pomocou prvého tiahla spojenej s medzilahlým bodom spátnovázobnej páky, ktorej jeden koniec je spojený s výkyvnou doskou prevodníka a jej druhý koniec je spojený s riadiacim posúvačom uloženým v telese a napojeným na přívod riadiaceho tlakového signálu. Nevýhodou takéhoto riešenia je, že nastavovacia páka je na hriadeli uložená pomocou drážkového spojenia, ktoré má určitú uhlovú volu danú výrobnými toleranciami a ktorá sa počas prevádzky može ešte zvačšovať, čo má nepriaznivý vplyv na přesnost servomechanizmu. Nevýhodou je tiež to, že umiestnením nastavovacej páky mimo telesa sa zváčšujú vonkajšie rozměry servomechanizmu. Známe sú tiež ďalšie prevedenia servomechanizmu s hydraulickým ovládáním, ktoré sú však natolko odlišnej konštrukcie, že sú na výrobných zariadeniach určených pre výrobu skór uvedených servomechanizmov nevyrobitelné a ich výroba si vyžaduje strojně zariadenia iného typu.The requirements for the control of axial hydrostatic transducers used in mobile machinery drive systems are very diverse. In multi-series production, it is advantageous from the point of view of servo manufacturers to meet as many of these requirements as possible with a minimum variation in the basic design and thus with the least demands on the scale of the production equipment. In the case of the known mass-produced axial hydrostatic transducer with a pivot plate, the servomechanism is designed such that a control lever mounted on the groove is mounted on the drive shaft rotatably mounted 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 which in the bias state rest on the first and second biases. The pivoting lever is connected to the intermediate point of the reverse 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 slide is adjustable in the body by means of a pre-tensioned spring and a threaded connection. In case of need hydraulic! To operate such a servo-valve, a double-acting hydraulic cylinder is placed on its body, the piston of which is connected to the actuator 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 cost. These disadvantages substantially prevent the wider use of hydraulic actuation of such servo valves of the axial hydrostatic transducer. The known hydraulically operated servo mechanism according to AO No. 261418 is derived from a mass-produced mechanically operated servo mechanism and consists of a body in which a shaft is rotatably mounted and has an adjusting lever fixed at the end protruding from the body and fixedly connected to the body by the adjusting mechanism. Inside the body there is a fixed single-arm lever mounted on the shaft provided with a first pivot on which one end of the coil spring is supported, which is located coaxially with the shaft in the body. The other end of the coil spring is supported by a second pivot lever mounted on the shaft and by a first linkage connected to an intermediate point of the feedback lever, one end of which is connected to the pivot plate of the transducer and its other end connected to a control slider housed in the housing and supply of pilot pressure signal. The disadvantage of such a solution is that the adjusting lever is mounted on the shaft by means of a groove connection, which has a certain angular steerage due to manufacturing tolerances and which can still be increased during operation, which adversely affects the servo mechanism accuracy. It is also a disadvantage that by placing the adjusting lever outside the housing, the external dimensions of the servo mechanism increase. 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 producing the aforementioned servo mechanisms and their production requires machinery of a different type.

Uvedené nevýhody odstraňuje servomechanizmus z polohovou spatnou vazbou pozostávajúci z telesa, v ktorom je otočné uložený hriadel, na ktorom je uložená nastavovacia páka opatřená na prvom ramene prvým čapom, o ktorý sa opiera jeden koniec skrutnej pružiny, ktorá je v telese umiestnená súoso s hriadelom a druhý koniec sa opiera o druhý čap otočnej páky otočné uloženej na hriadeli a pomocou prvého tiahla spojenej s medzilahlým boďom spátnovázobnej páky, ktorej jeden koniec je spojený s výkyvnou doskou prevodníka a jej druhý koniec je spojený s riadiacim posúvačom posuvné uloženým v telese podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že na riadiacom posúvači válcového tvaru je vytvořený jednak nákružok, ktorého priemer je vačší ako priemer riadiaceho posúvača a jednak koncová časť, ktorej priemer je zhodný s priemerom riadiaceho posúvača a ktorá je spolu s nákružkom uložená v puzdre upevinenom v telese súoso¹ s riadiacim posúvačom, pričom priestor, v ktorom je umiestnený nákružok, je z oboch stráň napojený na přívod riadiaceho tlakového signálu a druhé rameno nastavovacej páky je pomocou nastavovacieho mechanizmu prestavitelne spojené s telesom. Nastavovací mechanizmus pozostáva z došky, ktorá je pevne spojená s telesom a v ktorej sú oproti sebe uložené dve skrutky opierajúce sa svojimi čelami o druhé rameno nastavovacej páky umiestnenej medzi nimi. Otočná páka má vytvořený náboj, na ktorom je nasunutá skrntná pružina.These drawbacks are eliminated by a servo mechanism consisting of a positional feedback consisting of a body in which the shaft is rotatably mounted, on which the adjusting lever is provided on the first arm with a first pin on which one end of the coil spring is supported, coaxially with the shaft in the body. the other end is supported by a second pivot of the pivot lever mounted on the shaft and by a first linkage connected to an intermediate flank of the reverse lever, one end of which is connected to a pivot plate of the converter and its other end connected to a control slider displaceable in the body of the invention; The principle consists in that on the cylindrical control slider is formed on the one hand a collar whose diameter is larger than the diameter of the control slider and on the other hand an end part whose diameter coincides with the diameter of the control slider and which together with the collar is housed in a bushing ¹ with a control slider, the space in which the collar is located is connected from both sides to the supply of the pilot pressure signal and the second arm of the adjusting lever is connected to the body by means of the 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, resting against their faces on the second arm of the adjusting lever located between them. The pivot lever has a hub formed on which a twist spring is slid.

Výhodou takto vytvořeného servomechanizmu je, že je vo velkej miere konštrukčne zhodný s mechanicky ovládaným servomechainizmom, čo umožňuje s minimálnymi nárokmi na nové investície využívať pre jeho výrobu původně strojně zariadenie. Servomechanizmus podlá vynálezu je vhodný pre všetky aplikácie, kde je možné využiť tlakovo riadený hydraulický signál, napr. na dialkové hydraulické ovládanie, na elektric261432 ké ovládanie s využitím elektrohydraulických redukčných ventilov, ako aj na niektoré druhy hydraulických regulácii, pričom zástavbové rozměry a hmotnost servomechanizmu sa v porovnaní s původným servomechanizmom s ručným ovládáním nezváčší. Výhodou v porovnaní s riešením AO č. 261 418 je najma to, že odstránením vonkajšej nastavovacej páky a jej drážkového pripojcnia k hriadelu sa zjednodušuje koinštrukcia a vylučuje sa na nastavovacej páke možností vzniku výrobnýeh a prevádzkových uhlových volí, čím sa zlepšia riadiace vlastnosti servomechanizmu. Ďalšou výhodou je zmenšenie zástavbových rozmerov servomechanizmu.The advantage of such a servomechanism created in this way is that it is largely structurally identical with mechanically operated servomechanism, which allows to use original machinery for its production with minimal demands on new investments. The servomechanism of the invention is suitable for all applications where a pressure-controlled hydraulic signal, e.g. for remote hydraulic control, for electric261432 control using electrohydraulic pressure reducers, as well as for some types of hydraulic control, the installation dimensions and weight of the servo not being increased compared to the original servo with manual control. The advantage compared to AO solution no. 261 418, in particular, the removal of the outer adjusting lever and its groove connection to the shaft simplifies co-instruction and eliminates the possibility of manufacturing and operating angular selections at the adjusting lever, thereby improving the servo mechanism control properties. Another advantage is the reduction of the installation dimensions of the servomechanism.

Na připojených výkresoch je znázorněný příklad preved.enia servomechanizmu s polohovou spatnou vázbou podlá vynálezu, kde je na obr. 1 pozdížny rez servomechanizmom podfa řezu A—-A vyznačeného' na obr. 2 ako ja schematické pripojenie servomechanizmu k axiálnemu hydrostatickému převodníku a jeho hydraulickému obvodu, na obr. 2 je priečny rez servomechanizmom v mieste hriadela a na obr. 3 je znázorněné zabudovanie skrutnej pružiny pri činnosti.In the accompanying drawings, an exemplary embodiment of a positional backfeed servomechanism according to the invention is shown. 1 is a longitudinal cross-sectional view of the servomechanism of section A-A shown in FIG. 2 as well as a schematic connection of the servo mechanism to the axial hydrostatic transducer and its hydraulic circuit; 2 is a cross-sectional view of the servo mechanism at the shaft location; and FIG. 3 shows the installation of the coil spring in operation.

Servomechanizmus pozostáva z telesa 1, v ktorom je otočné uložený hriadel¹ 2, na ktorom je uložená nastavovacia páka 21, na ktorej je vytvořené prvé rameno 211 a druhé rameno 212, ktoré je pomocou nastavovovacieho mechanizmu 23 spojené s telesomThe servomechanism consists of a body 1, in which a shaft ¹² is rotatably mounted, on which the adjusting lever 21 is mounted, on which a first arm 211 and a second arm 212 are formed which are connected to the body by the adjusting mechanism 23.

1. Nastavovací mechanizmus 23 pozostáva z došky 25, ktorá je pevne spojená s telesom a v ktorej sú oproti sebe uložené dve skrutky 24, medzi ktorými je umiestnené druhé rameno 212, Skrutky 24 sú oproti pootočenu! zaistené maticami 26. Prvé rameno 211 je opatřené prvým čapom 22, o -ktorý sa opiera jeden koniec 71 skrutnej pružiny 7 umiestnenej v telese 1 súoso s hriadelom a nasunutej na predíženom náboji 31 otočnej páky 3, ktorá je otočné uložená na hriadeli 2. Otočná páka 3 je opatřená druhým čapom 32, o ktorý sa opiera druhý koniec 72 skrutnej pružiny 7 a pomocou prvého tiahla 33 spojená s medzilahlým bodom 41 spatnovázobnej páky 4. Jeden koniec spatnovázobnej páky 4 je pomocou prvého· koncového čapu 42 a druhého tiahla 44 spojený s výkyvnou doskou hydrostatického prevodníka a jej druhý koniec je pomocou druhého koncového čapu 43 spojený s riadiacim posúvačom 5 válcového tvaru. Na riadiacom posúvači 5 je vytvořený jednak nákružok 51, ktorého priemer Ite je váčší ako priemer Di riadiaceho; posúvača 5 a jednak je na ňom vytvořená koncová časť 52, ktorej priemer Ds 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 napojený z oboch stráň na přívod 11, 12 riadiaceho tlakového signálu.The adjusting mechanism 23 consists of a thatch 25 which is rigidly connected to the body and in which two screws 24 are arranged opposite each other, between which a second arm 212 is arranged. The first arm 211 is provided with a first pivot 22 supported by one end 71 of the coil spring 7 disposed in the body 1 coaxial with the shaft and slid on the extended hub 31 of the pivot lever 3 which is rotatably mounted on the shaft 2. the lever 3 is provided with a second pin 32 on which the second end 72 of the coil spring 7 is supported and connected by a first rod 33 to the intermediate point 41 of the idle lever 4. One end of the idle lever 4 is connected with the first end pin 42 and the second rod 44 by means of the pivot plate of the hydrostatic converter and its second end is connected to the control slide 5 of cylindrical shape by means of the second end pin 43. On the slider 5, on the one hand, a collar 51 is formed, whose diameter Ite is greater than the diameter D1 of the steering; and the end portion 52 is formed thereon, whose diameter Ds coincides with the diameter D1 of the control slide 5. The collar 51 is housed in a housing 6 mounted in a 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 21 a nastavovacieho mechanizmu 23. Keď sa potom počas prevádzky privedie například prívodom 11 riadiaci tlakový signál na 1'avú stranu nákružku 51, bude riadiaci tlak působit na medzikruhovej ploché ohraničenej priemerom Di riadiaceho posúvača 5 a priemerom Dj náhražku 51. Působením sily vyvodenej týmto tlakom sa presunie radiaci posúvač 5 vpravo, čím sa napájací kanál 13 přepojí s ovládacím kanálom 14. Pohyb riadiaceho posňvača 5 sa cez spatnovázobnú páku 4 a prvé tiahlo 33 prenesie na druhý čap 32, ktorý sa presunie proti směru otáčania hodinových ručičiek a zvačví tak čiastočne predpátie skrutnej pružiny 7. Zároveň sa poruší rovnováha sil na spatnovázobnej páke 4 a vyrovnáme sil nastane až vtedy, keď sa výkyvná doska přestaví do žiadanej polohy, čím sa nastaví také predpátie skrutnej pružiny 7, ktoré je v rovnováhe so silou od riadiaceho tlaku. Súčasne 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. Funkcia servomechanizmu je symetrická pri přestavovaní od obidvoch smerov. Hodnota riadiaceho tlaku je závislá na velkosti medzikruhovej plochy nákružku 51, na charakteristike skrutnej pružiny a na prevodovom pomere pákového mechanizmu. Predížený náboj 31 ako pevná súčasť otočnej páky 3 znižuje vnútorné sily v servomechanizme, ktoré sa nepriaznivio podieřajú na hysterézii 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 means of the adjusting lever 21 and adjusting mechanism 23. When. , the control pressure will act on the annular flat bounded by the diameter D1 of the control slider 5 and the diameter D1 of the substitute 51. Under the force exerted by this pressure, the radiation slider 5 is shifted to the right, thereby switching the supply channel 13 to the control channel 14. the lever 4 and the first rod 33 are transferred to the second pin 32, which is moved counterclockwise and partially biases the bias of the coil spring 7. At the same time, the balance of forces on the low-speed lever 4 is disrupted and the forces are not equalized until the pivot plate do ž position, thereby adjusting the bias of the coil spring 7 which is in equilibrium with the force from the pilot pressure. At the same time, the position of the control slider 5 relative to the body 1 is also fine-tuned and the necessary control pressure is created at the control edges of the control slider 5 for servants controlling the position of the pivot thatch. The servo function is symmetrical when adjusting from both directions. The value of the control pressure is dependent on the size of the annular surface of the collar 51, the characteristics of the coil spring and the gear ratio of the lever mechanism. The elongated hub 31 as a fixed part of the pivot lever 3 reduces the internal forces in the servomechanism that adversely contribute to the servo hysteresis.

Claims

A positional backward servo mechanism comprising a body in which a shaft ¹ is rotatably mounted, on which the adjusting lever is provided with a first pin on the first arm, on which one end of a coil spring, which is coaxial with the shaft, is supported in the body; the other end of which is supported by the second pivot of the pivot lever rotatably mounted on the shaft with the power of a first linkage coupled to an intermediate point of the thrust lever, one end of which is connected to the pivot plate of the transducer and its other end characterized in that a cylindrical control slider (5) is provided on the one hand with a collar (51) whose diameter (Dz) is heavier than the diameter (Di) of the control slider (5) and on the other hand an end portion (52) whose diameter (D1) is identical to the diameter (d1) of the control slide (5) and which, together with the collar (51), is housed in the housing (6) fastened in the body (1) coaxial with the control slider (5), the space in which the collar (51) is located is connected from both sides to the inlet (11), (12), the control pressure signal and the second arm (212) of the adjuster The lever (21) is adjustable to the body (1) by means of the adjusting mechanism (23).

2. 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 the v. wherein two screws (24) are supported against each other, supported by their cells on the second arm (212) of the adjusting lever (21), placed between them.

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.